箱式炉可以进行哪些热处理工艺？掌握多功能热处理

箱式炉本质上是一种多功能的“主力”设备，能够执行各种常见的热处理工艺。这些工艺包括淬火、回火、退火、正火、应力消除、预热、煅烧和固化，使其成为许多工业设施和实验室中的标准设备。

箱式炉最适合被理解为一种功能强大、用途广泛的热处理工具。其主要优势在于在标准空气气氛中实现精确的温度，这使其非常适合广泛的应用，而这些应用对表面氧化并不十分关注。

箱式炉如何实现热处理

箱式炉，也称为间歇炉，其核心设计特点是：一个带有前开门的单腔室，用于一次处理一批工件。这种简单而坚固的结构使其如此适应性强。

标准箱式炉通常由厚钢板制成，并且可以承受非常重的负载。这使其适用于处理大型单个零件或大量小型组件。

这些炉子通常额定温度可达 2000°F（约 1093°C），并采用节能的陶瓷纤维绝缘材料，可以轻松达到钢和其他合金大多数常见热处理所需的温度。

现代炉子配备了基于微处理器的温度控制器和 SCR 功率控制器（适用于电动型号）。这确保了加热循环精确且可重复，这对于获得一致的金相组织至关重要。

箱式炉的多功能性使其能够处理全方位的基本热处理操作。

淬火涉及将钢加热到临界温度，然后快速冷却（淬火），以形成非常坚硬但易碎的结构。然后对工件进行回火——重新加热到较低的温度——以降低脆性，并实现所需的硬度和韧性平衡。

退火是通过加热和缓慢冷却使材料变软，更易于加工或成型。正火是在加热后进行空冷，这可以细化晶粒结构，提高钢的强度和均匀性。

应力消除使用较低的温度来消除由焊接或加工等制造过程引起的内部应力，从而防止以后发生变形或开裂。预热是在后续操作（如焊接）之前加热工件以防止热冲击的过程。

箱式炉还用于固化涂层或复合材料，以及煅烧，这是一个加热材料以去除水分和诱导相变的工艺，常用于陶瓷和催化剂生产。

尽管箱式炉非常通用，但其最显著的特点——也是局限性——是其工作气氛。

典型的箱式炉在环境空气中运行。对于许多材料和工艺来说，这是完全可以接受的。然而，在存在氧气的情况下加热金属会导致表面形成氧化或结垢。

对于表面光洁度至关重要的材料（例如航空航天部件、医疗植入物），需要使用具有气氛控制的炉子。真空炉或惰性气氛炉可以去除氧气和其他活性气体，以防止表面反应，如氧化和脱碳。

可以为箱式炉配备惰性气体结构等功能。这允许引入氮气或氩气等惰性气体，从而清除大部分氧气。这比空气提供了更高水平的保护，但通常无法达到专用真空炉的纯度。

要选择合适的热处理设备，您必须将炉子的能力与您的材料和最终零件要求相匹配。

如果您的主要重点是通用热处理：标准箱式炉是绝佳且经济高效的选择，适用于回火、退火和应力消除等工艺，这些工艺中轻微的表面氧化是可以接受的，或者可以在处理后清除。
如果您的主要重点是无瑕疵、无氧化的表面处理：您应该研究真空炉或专用气氛炉，因为它们专门设计用于保护零件免受表面污染。
如果您需要通用和敏感零件的灵活性：可以考虑配备可选惰性气体套件的箱式炉，它在标准炉的简单性和受控气氛的保护之间提供了一种折衷方案。

最终，选择合适的炉子取决于您对材料对加工气氛敏感性的清晰理解。