华兆科技丨真空热处理技术原理及设备

在先进制造、精密零部件、航空航天、模具刀具等领域，金属材料的性能直接决定产品寿命、精度与可靠性。而热处理作为金属改性的关键工序，早已告别传统粗放的大气加热模式，“真空热处理设备"凭借高度纯净的加工环境，成为行业提质增效的硬核装备，重新定义了金属热处理的标准。

真空热处理主要指的是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，其中，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空等，所以，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。

真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的，真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺，但热处理质量大大提高。

与常规热处理相比，真空热处理加工技术可同时实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。

（一）真空状态下金属的相变特点

在与大气压仅差 0.1MPa 的真空环境中，金属的固态相变热力学和动力学基本保持稳定。这使得在制订真空热处理工艺规程时，能够充分借鉴常压下固态相变的原理和组织转变数据，为工艺设计提供了坚实的理论基础。

（二）真空脱气与性能提升

真空脱气作用在真空热处理过程中具有关键意义。通过去除金属材料中的气体杂质，能够有效提高金属材料的物理性能和力学性能，使材料的内部结构更加均匀、致密，从而增强其综合性能表现。

（三）金属表面元素蒸发与表面净化

在真空状态下加热时，金属工件表面元素会发生蒸发现象。这一过程有助于实现金属的无氧化加热，所需的真空度能够确保表面净化效果，减少氧化和脱碳现象的发生，最终达到表面光亮净化的目的，满足对金属表面质量要求较高的应用场景。

（一）防止氧化和污染：高真空环境几乎消除了氧化和其他污染物的影响。

（二）改善材料性能：能够获得更加纯净的表面质量，提升材料的机械性能。

（三）可控性强：通过精确控制温度、压力等条件，可以实现更精细的操作。

（四）节能高效：相对于普通炉子而言，真空炉往往能耗更低，效率更高。

（五）适用范围广：从金属零件到半导体器件，都能找到合适的真空处理方法。

• 炉体：由耐高温材料制成，保证炉内温度的同时还能承受一定的压力变化。

• 加热元件：常用的有电阻丝、感应线圈等，用于提供热量。

• 真空系统：包括真空泵、阀门以及测量仪表等，用以建立和维持所需的真空环境。

• 控制系统：负责监测温度、压力等参数，并调整加热速率及真空度。

• 冷却系统：对于需要快速冷却的应用来说至关重要，可以是气体或液体冷却。

一、真空电弧熔炼炉DHL-1250

电弧熔炼是利用电能在电极与电极或电极与被熔炼物 料之间产生电弧来熔炼金属的电热冶金方法。在真空熔炼的情况下，由于两电极之间气体密度很小，容易导致电弧熄灭，所以真空电弧熔炼一般都在微负压或者正压环境下熔炼。

设备特点

• 升温讯速可选装快速冷却

• 高气密性炉罐可实现高真空

• 消除铸锭内部和表面缺陷

• 详细数据记录

• 专业安全预警系统

• 气氛控制精确

设备参数

• 熔炼最大输出电流：1250电流(A)

• 电气参数：100Kw功率[KW] 380（3P）电压[V]

• 温度值：3500气氛时的最高温度[°C]

• 真空：10-2tor至10-6tor，真空度取决于真空泵

• 真空腔室尺寸：φ400X400mm

• 极限真空度：≤5Pa—5*10E-4Pa

• 保护气氛：氩气

• 坩埚容量：三个熔炼合金工位，一个吸铸工位一个熔炼除气工位，分别为60g（以铁计）

• 占地面积：（长x宽x高）：约1.6米x1.2米x2.2米

• 真空腔体结构：真空腔体结构

二、真空感应熔炼炉VIM-03

真空感应熔炼炉是在微负压气氛条件下，采用感应加热石墨坩埚内的金属，同时可以在熔炼过程中加料进行合金成分的调配，待金属熔化成液体后，通过旋转搅拌得到混合细腻充分的熔融合金，然后浇铸到模具内，最终制备出实验需要的合金。

设备特点

• 降低金属及其合金中的气体含量

• 消除铸锭内部和表面缺陷

• 明显改善铸锭质量

• 生产普通方法难于生产的品种

• 提高金属的纯度

• 更准确地控制合金成分

设备参数

• 设备总功率：15KW

• 设备电源：三相380V 50Hz

• 最高温度：≤2000°C（HDIR-5红外测温）

• 坩埚容量：100g、500g、1000g（最大容量，以Fe计）

• 真空腔室尺寸：φ400*400mm

• 冷态极限真空度：6x10-4Pa

• 保护气氛：氮气、氩气≤0.05MPa

• 控温精度：≤±5°C

• 充气压力：≤0.05MPa

• 可选配冷水机、机械搅拌装置、红外测温装置、二次加料装置等

三、真空高温烧结炉VMF

真空高温烧结炉是在高真空（或惰性气氛保护）环境下，对粉末坯料 / 预制件同步施加高温与轴向压力，通过热 - 力 - 真空多场耦合作用，实现材料成型与烧结一体化完成，最终获得高致密度、细晶粒、低氧化、高性能的烧结制品。

设备特点

• 气氛控制精确，纯度高

• 高气密性炉罐，可实现高真空

• 升温迅速，可选装快速冷却

• 可选装氢气分压控制

• 尾气燃烧装置

• 专业安全系统，处理可燃及有毒气体

• 全自动操作或手动操作

• 智能数据记录，用于质量管理

设备参数

• 可用空间：

φ200*400，φ300*600，φ400*600，φ500*700，φ600*1000 直径x深(MM)

• 温度值：

600/900真空时的最高温度[°C]

600/900/1100气氛时的最高温度[°C]

• 电气参数：

15Kw，25Kw，40Kw，60Kw，100Kw功率；

380（3P）电压[V]

3*32A，3*63A，3*110A，3*180A，3*250A电流(A)

• 真空：10-2tor至10-6tor,真空度取决于真空泵

• 保护气氛：氮气或氩气，其他气体请联系厂家

• 控制器：手动操作/自动操作

四、真空甩带甩丝炉SS-0.02

在高真空或惰性气体保护气氛下,利用感应加热或者电 阻辐射加热将坩埚內样品加热至熔融状态后，通过气压喷射在高速旋转的铜轮或者钼轮表面上快速凝固形成非晶或者微晶条带。适用于各种非晶及微晶材料的研究及实验工作。

设备特点

• 最高温度可达2000°C

• 最高线速度可达70米/秒

• 模块化设计便于后续升级

• 调速电机带磁流体驱动结构

• PLC程序控制

• 5g到50Kg容量都可实现

设备参数

• 坩埚容量：500~1000g（以铁计）

• 额定温度：300-2000°C

• 设备电源：三相380V 50Hz

• 总功率：18Kw

• 线圈配置：标配1kg线圈1只，3kg线圈1只

• 温度值：

1100石英坩埚最高温度[°C]

1700氮化硼坩埚最高温度[°C]

• 电气参数：

7.5Kw功率[KW]

220（2P），380（3p）电压[V]

2*40A，3*63A电流(A)

• 真空：10-2tor至10-6tor，真空度取决于真空泵

• 可用空间：D400*300mm（直径*长）

• 保护气体：氮气或氩气，其他气体请联系厂家

• 喷铸：带喷铸功能，可制备φ1，φ2，φ3，φ4，φ5和其他一些异形样品

• 铜棍速度：0~3000转/min

• 条带规格：1~20mm可调节

• 控制方式：触摸屏

五、真空连续铸造炉VCC-100

在高真空或者保护气氛条件下利用电磁感应加热或者电阻加热原理进行熔化金属或者合金，并通过一套引锭机构拉铸金属棒材、管材或者板材的的现代化设备。主要连铸方式包括薄带连铸、下引连铸、上引连铸、水平连铸。

设备特点

• 最高温度可达2000°C

• 连铸速度可调节

• 洁净室熔炼保证材料纯度

• 连铸过程可抑制晶粒生长

• 冷凝速度可调节

• 可根据容量选择出棒数量

设备参数

• 设备电源：三相380V 50Hz

• 加热功率：35kw

• 最高温度：熔体温度最高达2000°C

• 额定容量：10Kg(铜)

• 型式：立式，自动控制，自动加热

• 真空度：冷态<6.67x10-3Pa

• 加热方式：感应加热（无噪音）

• 铜杆直径：6~10m（±01mm）

• 铜棒拉速：100-1000mm/min（可调）

• 可选配机械搅拌装置或者超声搅拌装置

六、真空磁悬浮熔炼炉XF-1000

真空磁悬浮熔炼铸造装置（简称“悬浮熔炼"）是利用电 磁场使金属液处于悬浮状态的真空冶炼技术，悬浮熔 炼具有无污染，温度高，成分均匀，脱气除杂，对金属熔损更小，可以制备成分更加精确的合金。

设备特点

• 升温迅速

• 可在多种气氛下熔炼

• 排除坩埚对熔炼材料的污染

• 紧凑设计符合实验室需求

• 熔炼样品纯度高

• 熔炼成品成分均匀

设备参数

• 电气参数：

15~100Kw功率（KW）

380（3p）电压[V]

• 温度值：

600~2500°C（根据材料性能确定）

红外测温

• 真空：10-2tor至10-6tor，真空度取决于真空泵

• 真空腔室尺寸：φ100*150，φ200*200，φ300*300，φ400*400直径x深[mm]

• 极限真空度：≤5Pa-5*10E-4Pa

• 保护气氛：氩气或氮气，其他气体请联系厂家

• 坩埚容量：20g~2kg

• 铸造方式：锅底成型与旋转浇铸

• 控制器：手动模拟屏控制 触摸屏控制

飞机起落架、发动机叶片、火箭部件等关键零部件都需要经过严格的真空热处理，以提升其高温强度、韧性和耐腐蚀性 。

二、汽车制造领域

发动机齿轮、曲轴、模具等经真空热处理后，硬度和耐磨性显著提升，延长了汽车零部件的使用寿命 。

三、电子与半导体领域

对于磁性材料、陶瓷基板、半导体元件等，真空热处理能保证其表面洁净度和性能稳定性 。

四、医疗器械领域

不锈钢手术器械、钴铬合金关节假体等经真空热处理后，表面光洁度提升，生物相容性更优 。

五、模具制造领域

模具经真空热处理后，使用寿命可比传统盐浴处理提高40%-400% 。

从传统大气炉到真空热处理设备，不仅是工艺的迭代，更是制造业向先进化、精密化、绿色化转型的缩影。在产品竞争日趋激烈的当下，一台优质的真空热处理设备，就是企业把控产品质量、提升核心竞争力的关键底牌。

无论是提质增效、降本减耗，还是适配先进市场需求，真空热处理技术都在持续释放价值，成为金属加工领域不可替代的"硬核装备"。