真空熱押し焼furlと、従来の焼結炉(空気大気焼fur的炉、箱炉など)は、プロセスの原則、性能、および適用可能なシナリオに大きな違いがあります。それらの利点と短所は、プロセス容量、材料性能、コスト効率、アプリケーション範囲などの寸法から比較および分析できます。
I.真空ホットプレス焼結炉の利点
通常の焼結炉と比較して、真空熱炉の中心的な利点は、 '真空環境'と '圧力調整'の二重の効果に由来します。
材料の密度と性能が大幅に向上しました
1.通常の焼結炉は、高温で粉末粒子のみを結合します。これは、残留ガスによる細孔の形成に簡単につながる可能性があり、通常は比較的低くなります(たとえば、セラミックの密度は90%未満です)。真空ホットプレス炉は、材料の密度を圧力強化密度を通じて95%(理論密度に近い)に増加させ、機械的特性(強度、硬度、耐摩耗性など)および機能的特性(電気伝導率や光透過率など)を大幅に改善します。
たとえば、一般的な焼結炉における窒化シリコンセラミックの曲げ強度は約600mpaであり、真空ホットプレス後に1200mpaを超えることができます。
2。物質的な汚染と酸化を効果的に回避します
1.通常の焼結炉は、主に空気または不活性ガス雰囲気で動作します。これは、高温で容易に酸化された材料(チタン、ニオビウム、セラミックなど)の酸化を簡単に引き起こす可能性があります(たとえば、金属は酸化物の不純物を生成し、セラミックはガラス相を形成します)。高い真空環境(10〜³〜10ppa)は、酸素や窒素などの活性ガスを分離し、不純物の導入を減らし、特に高純度材料(単結晶セラミックや耐火性金属など)の調製に適しています。
3。焼結温度と時間を短縮します
1.従来の焼結炉は、温度を上げる(通常は理論的な焼結温度よりも10%から30%高く)か、時間を延長することにより、密度を促進する必要があります。真空熱炉では、圧力は粒子の拡散と塑性流量を促進し、焼結温度を100〜300度減らし、時間を50%以上短縮し、過剰な粒成長(ナノセラミクスの調製など)を阻害する可能性があります。
4.該当する材料の範囲はより広いです
通常の焼結炉は、酸化、揮発、またはガス(金属間化合物や希土類セラミックなど)から分離する必要がある材料を処理するのが困難です。真空ホットプレス炉は処理できます:
耐火物(タングステン、モリブデン、タンタルム)およびその合金。
2。アクティブメタル(チタン、ジルコニウム)ベースの複合材料。
3。低融点成分を含む材料(成分の揮発損失を回避するため)。
2。複合プロセスと接続プロセスを実現できます
通常の焼結炉は、1種類の焼結のみを完了することができます。真空ホットプレス炉は、ホットプレスフォーミング、拡散溶接、および異なる材料複合材(金属セラミック接続や多層複合材料の調製など)を同時に実現し、材料の準備の柔軟性を拡大します。
ii。真空ホットプレス焼結炉の欠点
1.機器のコストは高く、メンテナンスは複雑です
真空ホットプレス炉には、真空システム(真空ポンプ、バルブ)、圧力装置(油圧/機械的圧力化メカニズム)、および正確な温度制御コンポーネントを装備する必要があります。初期投資は、一般的な焼結炉の5〜10倍です。
2。真空シール(Oリングなど)および加熱元素(グラファイト、モリブデン)は摩耗しやすく、交換コストが高くなります。さらに、真空システムは定期的に維持する必要があり、運用上の複雑さは通常の炉の複雑さよりも高くなっています。
2。生産効率が低く、制限されたバッチ生産
1.通常の焼結炉は、一度に多数のサンプル(ボックス炉の多層棚など)を積み込むことができ、1ピースあたりの短い時間を伴う複雑な真空ポンプと圧力制御ステップは必要ありません。
2。真空ホットプレス炉は、掃除機と段階的な加圧が必要であるため、長い単一の炉サイクル(通常は2〜10時間)を持ち、圧力装置(プレスヘッドのサイズなど)によって制限され、わずかな単一の処理容量があります。それらは、小型バッチの生産や研究開発により適していますが、大規模な工業化の要求を満たすのは困難です。
3.サンプルの形状とサイズが制限されています
1.一般的な焼結炉には、サンプルの形状に関する特別な要件がありません(ブロック、粉末、複雑な構造部品はすべて許容されます)。
2。真空熱炉に圧力をかける必要があるため、サンプルは通常、単純な形状(ディスク、バー、プレートなど)であり、その寸法は炉室とプレスヘッドによって制限されます(大規模で複雑な部品は処理が困難です)。その後、二次処理が必要になる場合があります。
4。高エネルギー消費
加熱エネルギー消費とは別に、真空システム(真空ポンプ)と圧力装置(油圧ポンプ)は連続エネルギー消費を必要とし、全体のエネルギー消費量は一般的な焼結炉のそれよりも30%から50%高くなっています。
iii。概要:該当するシナリオの比較
寸法真空熱押し焼炉、通常の焼結炉
コアの利点:高密度、低汚染、優れた材料性能、低コスト、高効率、単純な動作、および大きなバッチサイズ
該当する材料:容易に酸化材料、高性能セラミック、耐火性金属、およびその他の酸化防止材料(一般的なセラミック、一部の金属など)
典型的なアプリケーション:ハイエンド部品(セラミック切削工具、航空コンポーネント)、一般R&D部品(建築陶器、一般的な粉末冶金部品)
高度な価値のある製品に適した高経済と高コスト。低コスト、大衆市場に適した、付加価値の低い製品
結論として、真空高圧焼結炉は、高性能および高純度の材料を準備するための 'Precision Tool 'ですが、コストと効率によって制限されます。一般的な焼結炉は、人気のある材料を生産するための「効率的なデバイス」です。 2つは互いに補完し、それぞれ異なるアプリケーションシナリオに適しています。