一、核心定義與原理

定義：在低于大氣壓（真空）或充入惰性 / 還原性氣體（氣氛）的密閉爐膛內，對粉末壓坯或工件加熱，使其顆粒結合、致密化的工藝設備。

核心原理：

真空：抽除爐內空氣（O?、H?O、N?），抑制氧化、脫碳、雜質污染，促進氣孔與揮發物排出。

氣氛：充入 Ar、N?、H?、NH?分解氣等，保護易氧化 / 氮化材料，或實現可控滲碳、滲氮。

燒結：高溫下顆粒擴散、粘合，形成致密、高強度的固態制品。

二、主要結構（五大系統）

1. 爐體與密封系統

爐腔：不銹鋼 / 碳鋼焊接，雙層水冷結構，保證爐殼低溫、安全。

爐門：側開 / 升降式，雙道密封圈（硅膠 + 金屬）+ 水冷，確保高真空密封。

保溫層：高純氧化鋁纖維、碳氈、鉬箔等，按溫度等級匹配。

2. 真空系統（決定真空度）

低 / 中真空：機械泵 + 羅茨泵，可達 10?1 ~ 102 Pa。

高真空：加擴散泵 / 分子泵，可達 10?3 ~ 10?? Pa。

組件：真空閥、真空計、管路、檢漏裝置。

3. 加熱與溫控系統

加熱元件（按溫度）：

1200℃：高溫合金電阻絲

1600℃：硅碳棒

1700~2200℃：硅鉬棒、鉬絲

2200℃以上：石墨、鎢絲 / 鎢網

控溫：智能 PID/PLC + 觸摸屏，多段程序（升溫 / 保溫 / 降溫），精度 ±1℃，可導出溫壓曲線。

4. 氣氛控制系統

氣路：多路氣體（Ar、N?、H?等）+ 質量流量計，精準控流量、壓力。

模式：真空 → 充氣 → 保壓 → 排氣循環，支持微正壓 / 負壓氣氛。

5. 冷卻與安全系統

冷卻：爐體、爐門、電極、真空泵水冷，防止過熱。

安全：超溫 / 過壓 / 斷偶 / 漏氣報警、緊急停爐、防爆裝置。

三、溫度與真空 / 氣氛規格

1. 溫度等級（常用）

1200℃：金屬退火、鋰電材料、普通陶瓷。

1400℃：結構陶瓷、磁性材料。

1600℃：氧化鋁、氧化鋯陶瓷。

1700~1800℃：超高溫陶瓷、難熔金屬。

2000~2400℃：石墨、鎢、鉬、碳化硅。

2. 真空度范圍

低真空：102 ~ 103 Pa（粗抽、除氣）。

中真空：10?1 ~ 102 Pa（常規燒結）。

高真空：< 10?1 Pa（高純材料、硬質合金）。

3. 常用氣氛

惰性：Ar、N?（防氧化）。

還原：H?、分解氨（脫氧、還原氧化物）。

反應：CH?、N?（滲碳、滲氮）。

四、核心優勢

無氧化 / 無污染：適合鈦、鎢、硬質合金等易氧化材料。

高致密度：真空促進排氣，制品孔隙率低、強度高。

低燒結溫度：比常壓低 50~150℃，節能、抑制晶粒長大。

精準可控：真空 / 氣氛 / 溫度 / 壓力全參數可編程。

適用廣：粉末冶金、陶瓷、磁性材料、高溫合金、半導體等。

五、典型應用場景

硬質合金：刀具、模具（WC-Co），真空燒結防鈷氧化、高致密。

陶瓷：氧化鋁、氧化鋯、SiC、Si?N?，高純度、高強度。

磁性材料：釹鐵硼、鐵氧體，防氧化、控磁性能。

高溫合金：鈦合金、鎳基合金，真空熱處理 / 燒結。

粉末冶金：不銹鋼、高速鋼、銅基零件。

六、選型關鍵要點

高溫度：匹配材料燒結溫度，留 50~100℃余量。

真空度：高純材料選高真空（<10?2 Pa），一般選中真空。

爐膛尺寸：按工件大小與裝爐量定（常用 1~50L）。

氣氛需求：確定是否需要充氣、氣體種類與壓力。

控溫精度：精密材料要求 ±1℃，普通 ±5℃。

七、與普通馬弗爐的區別

表格

項目普通馬弗爐真空氣氛燒結爐

環境常壓空氣真空 / 可控氣氛

防氧化無（易氧化）強（幾乎無氧）

致密度一般高（真空除氣）

適用材料氧化物、不易氧化材料易氧化、高純度、硬質合金

結構復雜度簡單復雜（真空 + 氣氛 + 水冷）

價格低高（數倍至數十倍）