真空熔爐設(shè)計(jì)說明書.doc

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1、I摘要本論文設(shè)計(jì)的是為冶金工業(yè)中用來提高鎬基合金性能的設(shè)備提供必要條件的系統(tǒng)真空獲得系統(tǒng)，設(shè)計(jì)主要包括：溶煉室真空機(jī)組、熔滲室真空機(jī)組、快淬室真空機(jī)組的設(shè)計(jì)等等。真空獲得技術(shù)是一切真空應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ),真空獲得設(shè)備關(guān)系到所有真空應(yīng)用設(shè)備的運(yùn)行和使用。為了滿足設(shè)備可以在高真空的條件下工作，所以選擇合適的機(jī)械泵，羅茨泵，分子泵組成合適的真空機(jī)組，使各真空室達(dá)到工作的真空條件。在設(shè)計(jì)中，為了使溶煉室、熔煉室達(dá)到高真空選擇機(jī)械泵與羅茨泵組成前級(jí)泵機(jī)組進(jìn)行預(yù)抽達(dá)到粗真空，分子泵為高級(jí)泵即主抽泵?？齑闶以诘驼婵諚l件下工作選擇機(jī)械泵、羅茨泵進(jìn)行抽真空。密封方面，采用了機(jī)械密封，密封性能可靠。關(guān)鍵詞：真空機(jī)組；

2、機(jī)械泵；羅茨泵；分子泵；粗真空；高真空IIAbstractThisthesisisforthemetallurgicalindustrytoimprovetheHo-basedalloystoprovidethenecessaryconditionsforthesystemequipmentVacuumaccesssystem，Designincludes：Smeltingchambervacuumunit、Infiltrationchambervacuumunit、Quenchingchambervacuumunitdesignandothers。Vacuumaccesstotechnolo

3、gyisthetechnicalfoundationforallvacuumapplications，Vacuumobtainequipmentrelatedtotheoperationofallvacuumequipmentandtheuseof。Tomeetthedevicecanworkunderhighvacuumconditions，Sochooseasuitablemechanicalpumps,Rootspumps,molecularcompositionofasuitablevacuumpumpunit，Sothattheworkofthevacuumchambertovacu

4、umconditions。Inthedesign，Inordertosmeltingroom,selectthemeltingchambertohighvacuummechanicalpumpandRootspumpbeforethepumpunitcomposedofpre-pumpingtoroughvacuum，Highmolecularpumpthatisthemainpumpingpumps。Quenchedroomtoworkinlowvacuumconditionsselectmechanicalpump,Rootsvacuumpump。Seal,theuseofmechanic

5、alseals,sealingperformanceandreliable。Keywords：Vacuumunit；mechanicalpump；Rootspump；molecularpump；roughvacuum；highvacuum1目錄1緒論.11.1非晶合金發(fā)展概述.11.2Zr基非晶合金的性能.21.2.1力學(xué)性能.21.2.2耐腐蝕性能.41.2.3加工性能.41.3真空獲得設(shè)備發(fā)展概述.41.3.1真空技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介.41.3.2綜合評(píng)價(jià).52鋯基非晶合金真空熔煉壓力熔滲爐真空系統(tǒng)設(shè)計(jì).62.1工作原理及主要技術(shù)性能指標(biāo).62.2真空獲得系統(tǒng).72.2.1真空機(jī)組選用原則.72.

6、2.2真空泵工作壓力范圍.82.2.3旋片泵工作原理及其型號(hào)確定.102.2.4羅茨泵工作原理及其型號(hào)確定.錯(cuò)誤!未定義書簽。2.2.5羅茨泵真空機(jī)組抽氣速率.222.2.6分子泵工作原理及其型號(hào)確定.233熔煉室殼體計(jì)算.284熔滲爐的殼體設(shè)計(jì)與壁厚計(jì)算.294.1殼體壁厚計(jì)算.294.2筒體上部大法蘭的設(shè)計(jì)計(jì)算.335真空室抽氣時(shí)間計(jì)算.335.1氣體沿管道流動(dòng)狀態(tài)及流導(dǎo)計(jì)算.335.2抽氣時(shí)間計(jì)算.385.2.1粗真空、低真空下抽氣時(shí)間.385.2.2高真空下抽氣時(shí)間計(jì)算.406結(jié)論.427致謝.438參考文獻(xiàn).4421緒論1.1非晶合金發(fā)展概述非晶態(tài)合金不具備長(zhǎng)程原子有序，也叫玻璃態(tài)合

7、金，是新型材料研究的熱點(diǎn)之一。非晶合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能（高的強(qiáng)度、硬度等），耐腐蝕性能，軟、硬磁性能以及儲(chǔ)氫性能等，在機(jī)械、通訊、航空航天、汽車工業(yè)乃至國(guó)防軍事上都具有廣泛的應(yīng)用潛力。因此，開發(fā)塊體非晶合金成為這類材料實(shí)用化的重點(diǎn)。1943年，德國(guó)物理學(xué)家Kramer用蒸發(fā)沉積的方法成功制備出了非晶態(tài)薄膜，自此，非晶的研究逐步開展。1951年，美國(guó)物理學(xué)家Turnbull通過水銀的過冷實(shí)驗(yàn)，提出液態(tài)金屬可以過冷到遠(yuǎn)離平衡熔點(diǎn)以下而不產(chǎn)生形核與長(zhǎng)大，達(dá)到非晶態(tài)，Turnbull是非晶態(tài)合金的理論奠基人。1960年Duwe等采用熔體快速冷卻方法首先制備出Au-Si非晶態(tài)合金。1969年，Pond

8、等用扎輥發(fā)制備出了長(zhǎng)達(dá)幾十米的非晶薄帶。20世紀(jì)70年代后，人們制備出厚度小于50m、寬15cm的連續(xù)非晶薄帶。1974年Chen在約10K/s的冷卻速度條件下用Pd-Cu-Si熔體首次得到毫米級(jí)直徑的非晶。20世紀(jì)80年代前期，Turnbull等采用氧化物包覆技術(shù)以10K/s的冷卻速度制備出厘米級(jí)的Pd-Ni-P非晶。20世紀(jì)80年代，A.Inoue等在日本東北大學(xué)成功發(fā)現(xiàn)了La-Al-Ni和La-Al-Cu等三元合金。此后，又制備了厘米級(jí)的四元和五元塊體非晶合金。2000年Inoue課題組成功發(fā)展了高強(qiáng)度Cu-Zr-Hf-Ti和Co-Fe-Ta-B快體非晶合金。2003年，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)

9、驗(yàn)室Lu和Liu使Fe基非晶合金的尺寸從過去的毫米推進(jìn)到厘米級(jí)，最大直徑可達(dá)12mm。此后哈工大沈軍等又將Fe基快體非晶合金尺寸提高到16mm。最近，中科院金屬所的Ma等發(fā)現(xiàn)了尺寸可達(dá)25mm的Mg-Cu-Ag-Pd非晶態(tài)合金。目前世界上最大的稀土基金屬玻璃材料直徑為35mm的鑭基金屬玻璃系，由浙江大學(xué)蔣建中等研制成功。由此，發(fā)現(xiàn)具有大的非晶形成能力的非晶合金系是目前比較重要的。鋯基非晶合金作為一種新型的非晶合金系列在近年來引起了人們的關(guān)注。多組元鋯基非晶合金系列都具有較低的臨界冷卻速度，采用傳統(tǒng)的方法如吸鑄法，水淬法等均可以將其制備成大塊非晶。目前，通過負(fù)壓鑄造法已制備出直徑達(dá)30mm的鋯基大塊非晶合金。鋯基非晶合金的研究主要集中在熱力學(xué)計(jì)算、晶化行為、短程和中程有序結(jié)構(gòu)以及性能等幾個(gè)方面。鋯基多組元非晶合金由多種常