实验室真空炉采用各种冷却系统来实现材料加工所必需的精确热控制。这些系统包括气淬（使用氩气或氮气等惰性气体）、油淬、水冷套和强制空气冷却。可编程控制器和高压气体淬火等先进功能可优化特定应用的冷却速度，如工具钢淬火或钛退火。冷却方法的选择取决于材料的特性和所需的结果，确保硬度均匀、晶粒结构精细或应力消除。
要点说明：
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气淬系统
- 惰性气体:将氩气或氮气加压（高达 2 倍大气压）并在热区内循环以吸收热量，然后通过热交换器将热量散发出去。这种方法是获得工具钢均匀硬度的理想方法。
- 高压气体淬火:定制炉可使用 CFD 优化喷嘴来提高冷却均匀性，这对航空合金或 3D 打印部件至关重要。
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油淬火
- 在油浴中快速浸泡可细化镍基超合金的晶粒结构，但需要在淬火后进行清洗以去除残留物。
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水冷夹套和强制空气冷却
- 夹套:炉壁或转炉中的集成水冷部分可实现稳定的散热。
- 强制空气:环境空气喷射到转炉周围或通过扩展的转炉设计实现适度的冷却速度，适用于应力消除工艺。
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可编程冷却协议
- 先进的 PID/PLC 控制器可自动执行冷却循环（如 51 段程序），通过触摸屏界面实现精确的停留时间和速率调整。过温保护等安全功能可确保可靠性。
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混合配置
- 石墨型:使用碳毡和石墨箔实现高效气体分布。
- 全金属:钼/不锈钢结构优先考虑超洁净环境，通常搭配 真空热压机 复合材料的兼容性。
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专业应用
- 慢速冷却:惰性气体回流退火可减轻钛部件的残余应力。
- 倾斜机制:有些窑炉集成了倾斜浇注系统，用于控制铸造金属的冷却。
每种方法都兼顾了速度、材料兼容性和后处理需求，因此冷却系统是选择真空炉的关键因素。
总表：
| 冷却系统 | 主要特点 | 最适合 |
|---|---|---|
| 气体淬火 | 使用惰性气体（Ar/N₂）、高压选项、均匀冷却 | 工具钢、航空合金、3D 打印部件 |
| 油淬火 | 快速浸入，晶粒细化，需要后清洗 | 镍基超合金 |
| 水冷夹套 | 通过集成冷却部分稳定散热 | 一般实验室应用，中等冷却需求 |
| 强制空气冷却 | 环境空气喷射，速度适中 | 应力消除过程 |
| 可编程控制 | PID/PLC 自动化、51 段程序、安全功能 | 定制热曲线、精密材料 |
| 混合配置 | 石墨或全金属设计，超洁净环境 | 复合材料、真空热压 |
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