VHPco-20/20-2300型真空感應(yīng)熱壓爐

（P2CO23）技術(shù)方案

一、                      設(shè)備基本原理、主要用途及特點(diǎn)

1.                      基本原理

VHPco-20/20-2300型真空感應(yīng)熱壓爐是在真空（或其它氣氛）條件下將材料熱壓成型的成套設(shè)備，主要采用感應(yīng)加熱，由油缸驅(qū)動(dòng)的壓頭上下加壓。在高溫下，物料生坯固體顆粒的相互鍵聯(lián)，晶粒長大，空隙（氣孔）和晶界漸趨減少，通過物質(zhì)的傳遞，其總體積收縮， 密度增加，最后成為具有某種顯微結(jié)構(gòu)的致密多晶燒結(jié)體，從而將物料壓制成形。

（設(shè)備圖示，僅供參考，以實(shí)際出貨為準(zhǔn)）

2.                      設(shè)備用途

該設(shè)備將真空/氣氛、熱壓成型、高溫?zé)Y(jié)結(jié)合在一起，適用于氧化鈮、碳化硅、碳化硼、氮化硼等陶瓷材料等石墨烯碳纖維、高溫合金金屬粉體材料的高溫加壓燒結(jié)成形及增密粉末冶金、功能陶瓷等新材料的高溫?zé)岢尚?，也可用于粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度。

該設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，設(shè)計(jì)及制造符合相應(yīng)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能夠滿足用戶的使用要求。設(shè)備的節(jié)能效果好。使用、操作、維修方便簡捷，造型美觀，安全可靠，售后服務(wù)優(yōu)良。配套產(chǎn)品和元器件具有國際水平，能夠適應(yīng)長期、穩(wěn)定、安全、可靠的生產(chǎn)需求。

3.                      設(shè)備特點(diǎn)

1)       采用臥式、側(cè)開門結(jié)構(gòu)：裝、卸模具精度高，操作方便；

2)       升溫快：升溫速率100℃/分鐘（≤1600℃），降溫1~10℃/分鐘；

3)       溫度均勻性好：平均溫度均勻性為±5℃（5點(diǎn)測溫，恒溫區(qū)1000℃保溫1h后檢測）；

4)       壓力精度高：采用伺服壓力控制系統(tǒng)，壓力精度為±3‰；

5)       壓機(jī)平行度好：上下壓頭平行度±0.1mm；

6)       壓頭同軸度優(yōu)：上下壓頭同軸度±1.0mm；

7)       采用熱電偶控制：控制精度±1℃

8)       采用單溫區(qū)控制：預(yù)留測溫孔，以便高溫監(jiān)測使用；

9)       安全性能好：采用HMI+PLC+PID壓力傳感控制，安全可靠；

10)       密封性能好：動(dòng)態(tài)壓頭均采用波紋管密封，確保不漏氣。

二、                      設(shè)備型號(hào)

皓越科技的設(shè)備為臥式周期式真空感應(yīng)熱壓爐，具體型號(hào)為VHPco-20/20-2300（P2CO23），具體代碼含義如下圖所示：

三、                      主要技術(shù)參數(shù)

1.       設(shè)備形式：      臥式

2.       裝料方式：      側(cè)裝料

3.       加熱形式：      感應(yīng)線圈加熱

4.       加熱功率：      50KW(以實(shí)際功率為準(zhǔn))

5.       模套外徑（mm）：Φ160x160mm（直徑x高）

6.       樣品外徑（mm）：Φ50mm（直徑，最大物料區(qū)域φ80mm）

7.       最高溫度：      2300℃（設(shè)計(jì)溫度）

8.       工作溫度：      2200℃（此溫度為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）

9.       溫度均勻性        ：   ±5℃（5點(diǎn)測溫，恒溫區(qū)1000℃保溫1h后檢測）

10.       升溫速率：      升溫速率100℃/分鐘（≤1600℃）

                  從1900°到300°時(shí)間為4小時(shí)。

11.       控溫精度：      ±1℃

12.       極限真空度：    6.7x10-3Pa（空爐、冷態(tài)、經(jīng)凈化）

13.       真空抽速：      從大氣壓力抽至5 Pa≤20min

14.       壓升率：                ≤2Pa/h（空爐、冷態(tài)、經(jīng)凈化）

15.       最大壓力：              20T（數(shù)顯，可調(diào)）

16.       加壓方式：              手/自動(dòng)加壓，單向下加壓（由下往上加壓）

17.       壓頭行程：              100mm

18.       壓頭開放高度：          160mm

19.       上下壓頭平行度：        ±0.1mm

20.       壓力控制：       伺服液壓站

21.       壓力控制精度：        ≤±3‰FS(FS 是全量程壓力)

22.       位移顯示精度：   0.005mm

23.       壓頭密封：       下壓頭采用波紋管密封

24.       壓頭材質(zhì)               等靜壓石墨

25.       測溫儀器：       鎢錸型熱電偶和進(jìn)口紅外測溫儀（1400℃以內(nèi)采用鎢錸測溫，1400℃以上采用紅外測溫，自動(dòng)切換，無須人工干預(yù)）

26.       保護(hù)氣氛：       氬氣或高純氮?dú)庖宦窔夥?/span>

27.       氣氛壓力：       ≤0.1MPa·A（絕對(duì)壓力，可調(diào)）

28.       水質(zhì)要求：             PH值7.0～8.5，懸浮物固體＜100mg/L，總硬度CaO＜10mg當(dāng)量/L，溶解性固體＜30mg/L，電導(dǎo)率＜500μS/cm

29.       設(shè)備外形尺寸：   約1700mm（W）X2500mm（D）X2400mm（H）（以實(shí)際發(fā)貨產(chǎn)品為準(zhǔn)）

30.       設(shè)備重量：       約1.9t

四、                      結(jié)構(gòu)組成

皓越科技的臥式真空感應(yīng)爐主要由爐體、爐門、加熱與保溫及測溫系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、氣動(dòng)裝置、感應(yīng)電源、電氣控制系統(tǒng)等組成。

五、                      設(shè)備結(jié)構(gòu)特征

1.                      爐體

爐體為雙層殼體臥式結(jié)構(gòu)，內(nèi)外壁均為304不銹鋼，并經(jīng)仔細(xì)的拋光，表面光滑，有利于縮短抽氣時(shí)間，且便于清潔。雙層殼體之間通水冷卻，確保爐壁溫度低于55℃。爐體及其接管內(nèi)表面拋光后均經(jīng)過嚴(yán)格的水壓及氣壓試驗(yàn)，以確保焊縫質(zhì)量而不發(fā)生滲漏，真空室經(jīng)過嚴(yán)格的真空極限及真空漏率測試。

爐體側(cè)部設(shè)有真空抽氣口、熱電偶測溫口、紅外測溫口、進(jìn)出水口、電極口等。爐體上下壓頭的密封采用可靠的金屬波紋管密封。

附屬品：        

1)       真空接管

2)       電極引入接管

3)       熱電偶引入接管

4)       真空測量及真空指示接管

5)       冷卻水接管

6)       爐腿

2.                      爐門

爐門采用雙層水冷結(jié)構(gòu)，內(nèi)外壁均為304不銹鋼經(jīng)精密拋光處理，內(nèi)外壁之間通水冷卻，爐門側(cè)部設(shè)有進(jìn)出水口等。

3.                      加熱保溫系統(tǒng)

加熱保溫系統(tǒng)由感應(yīng)線圈，石墨桶發(fā)熱體、保溫層、電極、水冷銅排、感應(yīng)電源組成。

發(fā)熱體：采用感應(yīng)線圈石墨桶作發(fā)熱體，360°加熱，具有發(fā)熱面積大，受熱面均勻，使用溫度高，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)；

保溫層：采用石墨軟氈為保溫層，保溫效果好。

4.                      測溫系統(tǒng)

測溫元件采用鎢錸熱電偶與紅外測溫儀共同進(jìn)行測溫，1400℃以內(nèi)采用鎢錸測溫，1400℃以上采用紅外測溫。配合溫度控制儀進(jìn)行溫度閉環(huán)控制，測溫元件測量溫度并供給溫度控制器控制信號(hào)，從而調(diào)整功率調(diào)控器的輸出，從而控制變壓器的輸出大小，以滿足系統(tǒng)的控溫需求。此外，在保溫屏外側(cè)，設(shè)有監(jiān)測熱電偶，當(dāng)系統(tǒng)超溫時(shí)，通過控制系統(tǒng)及時(shí)切斷加熱電源，確保設(shè)備安全。

5.                      加壓系統(tǒng)

加壓系統(tǒng)為液壓單向下加壓，加壓壓力為最大20T（可調(diào)），加壓行程為100mm。

壓機(jī)由四立柱及上下橫梁組成，單向下加壓，加壓油缸固定在橫梁上，爐體支撐在爐架上，并與下橫梁進(jìn)行固定，橫梁經(jīng)過嚴(yán)格機(jī)械加工，保證下壓頭的加壓精度。壓頭的密封采用焊接波紋管密封，密封可靠、使用壽命長。壓頭位移由位移傳感器測得，采用光柵尺測距，測量誤差±0.005mm，加壓壓力由載荷傳感器測量。

下水冷壓頭全部采用特殊水冷結(jié)構(gòu)形式，材料為不銹鋼，具有水冷效果好，反復(fù)加壓工作不變形、使用壽命長、移動(dòng)過程泄漏小等優(yōu)點(diǎn)。

下石墨壓頭采用等靜壓石墨制造，抗壓強(qiáng)度高，不易損壞。

加壓系統(tǒng)由比例液壓站、加壓油缸、載荷傳感器、加壓位移傳感器等組成，并由電磁閥通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，位移傳感器采用光柵尺。可通過手動(dòng)調(diào)節(jié)加壓壓力，也可自動(dòng)調(diào)節(jié)加壓壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、保壓。

6.                      真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由直聯(lián)泵、擴(kuò)散泵、氣動(dòng)高真空閥、真空變送器、真空壓力表、真空放氣閥、冷阱、真空管路等組成，并留有充氣接口。為減少爐體振動(dòng)，真空管道與泵的連接采用金屬波紋管，真空度由真空變送器測量。

真空閥門設(shè)掉電保護(hù)和安全聯(lián)鎖，如設(shè)備突然斷電，真空系統(tǒng)的各系統(tǒng)閥門自動(dòng)調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)，保護(hù)真空室。

所有真空管路均采用不銹鋼或碳鋼電鍍制造。管路連接處采用金屬波紋管連接，以隔絕直聯(lián)泵的震動(dòng)，防止將震動(dòng)傳遞至真空加熱室系統(tǒng)。

7.                      充氣裝置

充氣系統(tǒng)（不含氣體干燥、氣體過濾）主要由充氣閥、浮子流量計(jì)、壓力傳感器、充氣管道等組成，用于工藝所需充氬氣、氮?dú)獾囊宦窔夥找螅畲蟪錃鈮毫Α?.1MPa·A（絕對(duì)壓力）。

氣體壓力檢測采用壓力傳感器，和電磁閥配合可自動(dòng)控制爐內(nèi)壓力在設(shè)定范圍內(nèi)，差壓自動(dòng)補(bǔ)氣，超壓自動(dòng)放氣；超限壓報(bào)警并自動(dòng)停止加熱及停止進(jìn)氣，自動(dòng)打開排氣。

1)       進(jìn)氣管道采用一路浮子流量計(jì)控制；

2)       所有氣路管道均采用SUS304材質(zhì)；

8.                      水冷系統(tǒng)

系統(tǒng)由集成式進(jìn)水組件（不銹鋼管）、集成式回水組件（不銹鋼管）、球閥、優(yōu)質(zhì)橡膠管及接頭等組成。回水方式采用封閉式，在關(guān)鍵回路如電極上設(shè)置了水溫水流量傳感器，水溫過高或水流量不足時(shí)及時(shí)報(bào)警并停止加熱。

進(jìn)水主管路上設(shè)有電接點(diǎn)壓力表，當(dāng)水壓不足時(shí)提供信號(hào)給控制系統(tǒng)，然后由控制系統(tǒng)判斷報(bào)警，啟動(dòng)備用水源系統(tǒng)或切斷電源。設(shè)備的備用水裝置由客戶自備，備用水流量≥5m3/h。

水路特點(diǎn)：

1)                      所有水路管道均采用耐高溫、高壓軟管材質(zhì)，確保不生銹；其他輔助水路管道采用高壓防爆管道。確保水路安全；

2)                      關(guān)鍵管路設(shè)置有水流量傳感器和水溫傳感器和報(bào)警裝置，水流量過低報(bào)警，水超溫報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。進(jìn)水路欠水壓與加熱PLC互鎖，水壓低時(shí)，報(bào)警并停止加熱。

3)                      使用方須做好備用水源及UPS電源。主電路停電可立即切換至UPS電源，給水泵供電，冷卻水源循環(huán)，確保爐體安全。

9.                      氣動(dòng)系統(tǒng)（需選配空壓機(jī)）

由氣動(dòng)三聯(lián)件（除水器、壓力表、油霧器）、電磁換向閥，管道和產(chǎn)氣量為0.6m3/min的空壓機(jī)（可選配）等組成?？蓪?duì)氣動(dòng)執(zhí)行元件（如氣缸、充氣閥、真空閥門等）提供潔凈的壓縮空氣，確保氣動(dòng)原件運(yùn)行穩(wěn)定可靠，管路走向整潔美觀。

10.                      變壓器及連接電纜

采用與之相匹配的變壓器及連接水冷電纜或銅排。

11.                      感應(yīng)電源

加熱保溫系統(tǒng)由感應(yīng)線圈、絕緣層、保溫層、發(fā)熱體、電極、連接銅排、加熱電源組成。

1)       感應(yīng)線圈：由異形銅管螺旋繞制而成；

2)       發(fā)熱體：采用包圍在模具四周的石墨筒做發(fā)熱體，具有發(fā)熱面積大，受熱面均勻，使用溫度高，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)；

3)       保溫層：采用石墨氈作為保溫層，保溫層包裹在石墨筒外側(cè)；

4)       絕緣層：分為線圈自身絕緣層和石墨氈保溫層與線圈接觸絕緣層，線圈自身絕緣是先在線圈上噴涂絕緣漆，再在線圈外表面包裹云母帶及玻璃絲帶后再噴涂絕緣漆，絕緣效果好、表面結(jié)合力強(qiáng)、耐熱溫度高。保溫層與線圈接觸絕緣層采用石棉水泥板隔開；

5)       加熱電源：采用感應(yīng)交流電源加熱，電源功率為 50KW。

加熱系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)：

1)       在發(fā)熱體設(shè)計(jì)中采用發(fā)熱體高度略小于線圈高度結(jié)構(gòu)，將發(fā)熱體放置在線圈磁場強(qiáng)度最好位置，有助于提高電效率、降低能耗。

2)       設(shè)備在上下保溫設(shè)計(jì)上采用了階梯式隔熱密封方式，具有結(jié)構(gòu)簡單，保溫效果好的優(yōu)點(diǎn)

12.                      電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)：全自動(dòng) PLC+觸摸屏系統(tǒng)，可以手動(dòng)、自動(dòng)切換。

電源控制系統(tǒng)軟件介紹： 有以下特點(diǎn)：

3)       源控制具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，手動(dòng)和自動(dòng)都可以在觸摸屏上控制，操作方便、系統(tǒng)穩(wěn)定，具有誤操作提示報(bào)警功能。

4)       溫控系統(tǒng)：全自動(dòng) PLC+觸摸屏系統(tǒng)，可以手動(dòng)、自動(dòng)切換，采用熱電偶和控溫儀表控制電源的輸出從而控制模具的溫度，觸摸電腦自動(dòng)記錄燒結(jié)過程及歷史曲線。配備 PLC 控制器（西門子/歐姆龍），具有 PID 及超溫報(bào)警功能，能儲(chǔ)存和輸出記錄，清晰反應(yīng)爐子工作狀況。

5)       控制系統(tǒng)軟件由我公司自行開發(fā)，人機(jī)界面操作系統(tǒng)，畫面友好，操作簡單，響應(yīng)速度快，可對(duì)爐內(nèi)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

6)       本設(shè)備可自動(dòng)采集溫度曲線、真空度曲線和燒結(jié)時(shí)間等曲線，對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)（溫度、真空度）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，方便用戶根據(jù)歷史曲線分析燒結(jié)工藝。

7)       通訊接口豐富，如 RS485、LAN、USB 等，易于和其它設(shè)備 組網(wǎng)應(yīng)用。軟件控制界面形象化，能夠動(dòng)態(tài)顯示工作流程，方便直觀。

8)       控制系統(tǒng)上設(shè)有過流、超溫及斷水等分類報(bào)警功能，電器元件采用施耐德、 LG等品牌，產(chǎn)品品質(zhì)有保證。電控柜按照西門子標(biāo)準(zhǔn)制作，所有的儀表及控制元件集中到一個(gè)電控柜內(nèi)。

9)       軟件免費(fèi)升級(jí)。

溫度的控制也可通過數(shù)顯溫度程序控制儀根據(jù)用戶設(shè)定的工藝曲線，實(shí)行自動(dòng)控制溫度，并具有PID自整定功能，也可根據(jù)用戶需要手動(dòng)控制溫度。

六、                      安全保護(hù)系統(tǒng)

1.                      電氣聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)；

2.                      保險(xiǎn)絲；

3.                      電熱過電流保護(hù)裝置。

七、                      整機(jī)要求

1.                      電力需求：     380V，三相五線制，60KVA，50Hz

2.                      起重設(shè)備：     ＞2噸

3.                      壓縮空氣氣源：

1)                      耗量：                ~3L/s

2)                      壓力：                ≥0.6Mpa

4.                      水源：

1)                      循環(huán)水量：  ≥10m3/h

2)                      水壓：      0.2~0.3Mpa

3)                      進(jìn)水水溫：  ≤25℃

4)                      水質(zhì)：       PH值7.0～8.5，懸浮物固體＜100mg/L，總硬度CaO＜10mg當(dāng)量/L，溶解性固體＜30mg/L，電導(dǎo)率＜500μS/cm；及總排水管與設(shè)備的連接管路和閥門；

八、                      安裝、調(diào)試及驗(yàn)收

1.                      甲方負(fù)責(zé)地基、氣源，乙方電控柜的總線輸入端之前的進(jìn)線電纜。進(jìn)回水接到乙方冷卻水箱的總進(jìn)回水口處。在所有準(zhǔn)備工作完成后，通知乙方進(jìn)行安裝、調(diào)試。設(shè)備以賣方組織，買方配合的方式在買方現(xiàn)場安裝、調(diào)試并達(dá)到買方正常使用的要求；

2.                      驗(yàn)收工作完成后，由雙方共同簽署設(shè)備最終驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。

九、                      培訓(xùn)

1.                      設(shè)備安裝調(diào)試過程中，賣方同時(shí)對(duì)買方設(shè)備使用人員進(jìn)行必要的操作和維護(hù)保養(yǎng)的培訓(xùn)。經(jīng)培訓(xùn)，用戶技術(shù)人員能夠達(dá)到獨(dú)立正確操作設(shè)備并能判斷故障及簡單維修。

2.                      培訓(xùn)計(jì)劃和內(nèi)容：

十、                      保固期

機(jī)器全系統(tǒng)保固壹年（易損件模具、石墨壓頭、加熱體、熱電偶、密封圈除外）。長期優(yōu)惠提供備品備件。

十一、                      售后

保固期內(nèi)，若設(shè)備發(fā)生故障，我公司在2小時(shí)內(nèi)給予回復(fù)，并在72小時(shí)內(nèi)派員到達(dá)現(xiàn)場，組織維修。

十二、                      設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場條件

1.                      提供設(shè)備尺寸圖，含包裝尺寸圖；

2.                      提供設(shè)備布局圖，含真空機(jī)組及電控柜布局圖；

3.                      提供水，電，氣要求及備用水要求。

十三、                      客戶選配配件

1.                      冷水機(jī)HCA-10      1臺(tái)

2.                      水路管道及法蘭：   1套

3.                      空壓機(jī)HA-1        1臺(tái)

4.                      脫模機(jī)HD-1        1臺(tái)

5.                      分子泵組/DM或/OD：1臺(tái)

真空熱壓燒結(jié)爐