真空爐石墨爐床板的壓力控制觸及高溫、真空環(huán)境下的材料安穩(wěn)性、熱應(yīng)力處理以及工藝參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)度，需歸納考慮材料特性、結(jié)構(gòu)規(guī)劃和控制戰(zhàn)略。以下是系統(tǒng)化的壓力控制方法及要害注意事項(xiàng)：
一、壓力來(lái)源與影響分析
機(jī)械壓力
工件重量：爐床板需承載工件及工裝重量，需確保石墨抗壓強(qiáng)度滿足要求（石墨常溫抗壓強(qiáng)度約30-80MPa，高溫下會(huì)下降）。
熱脹大應(yīng)力：高溫下工件與床板的熱脹大差異或許發(fā)生擠壓應(yīng)力。
氣體壓力
真空負(fù)壓：真空泵抽氣時(shí)爐內(nèi)負(fù)壓或許導(dǎo)致床板微變形（尤其是薄壁結(jié)構(gòu)）。
工藝氣體壓力：某些工藝需通入惰性氣體（如Ar），壓力動(dòng)搖或許影響床板受力平衡。
二、壓力控制中心戰(zhàn)略
1.材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
石墨選型：
選用高強(qiáng)度等靜壓石墨（如IG-11，抗壓強(qiáng)度≥70MPa），下降高溫脆裂風(fēng)險(xiǎn)。
表面涂層處理（如SiC涂層）進(jìn)步抗氧化性和抗熱震性。
結(jié)構(gòu)規(guī)劃：
均勻分布支撐點(diǎn)，避免部分應(yīng)力會(huì)合（如蜂窩狀或肋板結(jié)構(gòu)）。
預(yù)留熱脹大空隙（高溫下石墨脹大量ΔL=α×L×ΔT，例如1000℃時(shí)1m長(zhǎng)石墨脹大約4-6mm）。
選用分塊拼接規(guī)劃，削減全體變形風(fēng)險(xiǎn)。
2.工藝參數(shù)控制
溫度梯度處理：
升溫速率≤10℃/min，避免快速升溫導(dǎo)致熱應(yīng)力裂紋。
均勻加熱（多區(qū)控溫+熱場(chǎng)仿照優(yōu)化），削減溫差引起的彎曲應(yīng)力。
真空度調(diào)度：
分階段抽真空（如預(yù)抽至10?2Pa再升溫），避免高溫下忽然降壓導(dǎo)致床板變形。
工藝氣體壓力控制：經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)（MFC）精確調(diào)度進(jìn)氣量，保持壓力安穩(wěn)（如±5%設(shè)定值）。
3.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反響
傳感器布置：
在床板要害方位設(shè)備壓力傳感器（高溫型，如陶瓷電容式傳感器）。
非接觸式位移監(jiān)測(cè)（激光測(cè)距儀）檢測(cè)床板變形量。
閉環(huán)控制：
根據(jù)壓力數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整真空泵功率或進(jìn)氣量（PID控制算法）。
超限報(bào)警與緊急停機(jī)（如壓力>80%材料抗壓極限時(shí)觸發(fā)保護(hù)）。
三、典型問(wèn)題與處理計(jì)劃
問(wèn)題現(xiàn)象 或許原因 處理措施
床板表面裂紋 部分應(yīng)力會(huì)合或熱震沖擊 優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)；增加預(yù)熱階段削減熱沖擊
真空抽氣時(shí)床板變形 負(fù)壓過(guò)大或結(jié)構(gòu)剛度不足 下降抽速；增加床板厚度或加強(qiáng)筋規(guī)劃
高溫下床板與工件粘連 材料熱脹大不匹配或表面粗糙 運(yùn)用石墨紙阻隔；床板表面拋光至Ra≤0.8μm
工藝氣體壓力動(dòng)搖大 閥門響應(yīng)推延或泄漏 替換高精度比例閥；守時(shí)檢漏（氦質(zhì)譜儀）
四、保護(hù)與驗(yàn)證
守時(shí)檢查
目視檢查床板表面裂紋（每10爐次）。
三坐標(biāo)丈量床板平面度（高溫冷卻后，答應(yīng)變形量≤0.1mm/m）。
壓力測(cè)驗(yàn)
冷態(tài)加載測(cè)驗(yàn)：仿照最大工件重量+20%安全余量，繼續(xù)24小時(shí)無(wú)裂紋。
熱態(tài)壓力循環(huán)測(cè)驗(yàn)：結(jié)合工藝溫度與真空度，驗(yàn)證500次循環(huán)后結(jié)構(gòu)安穩(wěn)性。
五、進(jìn)階技能使用
有限元分析（FEA）：仿照高溫+真空+載荷多物理場(chǎng)耦合下的應(yīng)力分布，優(yōu)化床板幾何參數(shù)。
智能猜測(cè)保護(hù)：經(jīng)過(guò)AI算法分析歷史壓力數(shù)據(jù)，猜測(cè)床板壽數(shù)并提早替換。
經(jīng)過(guò)上述方法，可完成石墨爐床板在極點(diǎn)工況下的安全壓力控制，延長(zhǎng)運(yùn)用壽數(shù)并確保工藝一致性。關(guān)于特別需求（如超高載荷或快速升降溫），主張聯(lián)合材料供貨商與設(shè)備廠商定制處理計(jì)劃。