在热壁真空炉中，加热过程是间接的。位于真空室 外部 的加热元件首先加热室壁，即马弗炉（或称“容器”）。然后，这个热的马弗炉向放置在真空环境内的工件内部辐射和传导热量。
热壁炉的决定性特征是其外部加热系统。尽管这种设计对于许多应用来说简单且具有成本效益，但它对可达到的最高温度设定了根本限制，该限制由热真空容器本身的材料强度决定。
热壁加热过程，分步解析
热壁炉遵循精确的顺序，以确保材料在不被污染的情况下得到正确处理。加热阶段只是这个集成过程的一部分。
第 1 步：抽真空
在任何加热开始之前，真空系统会清除密封腔室或马弗炉中的空气和其他气体。这一步至关重要，因为它防止了如果材料在氧气存在下加热时会发生的氧化和其他不需要的化学反应。
第 2 步：外部加热
一旦达到目标真空水平，激活围绕马弗炉 外部 的电加热元件。这些加热器不会直接“看到”炉内的零件。
第 3 步：通过马弗炉的热传递
来自外部加热器的能量被马弗炉壁吸收，使其温度显著升高。整个真空室都变热了——因此得名“热壁”。
然后，这个热的马弗炉充当内部工件的热源。热量主要通过热辐射从马弗炉的热内表面传递到零件上。如果引入惰性气体（如氩气）的分压，对流也会在更均匀地分配热量方面发挥作用。
热壁与冷壁：一个关键区别
要充分理解热壁概念，必须将其与其对应物进行对比。主要区别在于加热元件的位置。
热壁原理
如前所述，加热元件位于真空的 外部。整个容器会变热，并且必须由能够在承受高温的同时承受外部大气压的合金制成。
冷壁原理
在冷壁真空炉中，加热元件及其绝缘材料位于真空室 内部，直接环绕着工件。外壳通常是水冷的，并保持接近室温或“冷”状态。
这种设计允许更高的工作温度，因为结构容器不暴露于热量。内部热区由石墨或难熔金属（钼、钨）等高温材料组成。
理解权衡
选择热壁设计涉及特定的优点和限制，使其适用于某些工艺而非其他工艺。
优点：简单性和更低的成本
热壁炉的结构通常更简单，制造成本和维护成本更低。该设计避免了对内部电源馈通件和冷壁容器所需的复杂水冷回路的需求。
限制：温度上限
热壁炉最大的约束是其最高温度。马弗炉材料必须在高温和真空条件下保持其结构完整性。这通常将热壁炉限制在约 1150°C (2100°F) 或更低的温度，具体取决于马弗炉所用合金。
限制：大气纯度
由于马弗炉的整个大表面是热的，它可能会释放吸附的气体——这种现象称为释气。与冷壁设计相比，这使得实现最高水平的真空或大气纯度更具挑战性，在冷壁设计中，只有内部热区材料会造成释气。
为您的目标做出正确的选择
选择热壁炉还是冷壁炉完全取决于您的特定热处理工艺的要求。
- 如果您的主要重点是回火、时效或铝等有色金属的钎焊等工艺： 热壁炉通常是最实用和最具成本效益的解决方案，因为这些工艺在其温度能力范围内。
- 如果您的主要重点是烧结难熔金属、先进陶瓷或高温合金钎焊等高温应用： 冷壁炉对于达到所需温度（通常超过 1200°C）并保持所需的高纯度真空环境至关重要。
最终，了解加热机制是为您的工程目标选择正确工具的关键。
摘要表：
| 方面 | 热壁真空炉 |
|---|---|
| 加热方法 | 通过外部元件加热马弗炉进行间接加热 |
| 热传递 | 辐射和对流（使用惰性气体时） |
| 最高温度 | 高达约 1150°C（受马弗炉材料限制） |
| 主要优势 | 结构简单、成本较低、适用于回火和钎焊等工艺 |
| 限制 | 温度上限、潜在的释气问题 |
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