熱處理托盤是工業熱處理工藝中的關鍵承載工具,其材料選擇需綜合考慮耐高溫性、抗熱疲勞性、性及經濟性等因素。以下為常見材料及其特性分析:
### 1. 耐熱合金鋼
**代表材質**:310S不銹鋼(0Cr25Ni20)、253MA(1.4835)、Cr-Mo鋼(如15CrMo)
**特性**:耐高溫(800~1150℃)、性強,適合連續式熱處理爐。310S不銹鋼因高鉻鎳含量,在氧化性氣氛中表現優異;253MA含稀土元素,提升抗蠕變性。
**應用**:廣泛用于滲碳、淬火等高溫工藝,但成本較高,需定期維護防氧化皮脫落。
### 2. 耐高溫鑄鐵
**代表材質**:高硅鉬球墨鑄鐵(SiMo系列)
**特性**:耐熱溫度達900~1000℃,抗熱震性優于普通鋼材,成本較低。但長期高溫下可能發生石墨化脆變,需控制使用周期。
**應用**:適用于間歇式熱處理爐,如小型零件正火、退火托盤。
### 3. 陶瓷材料
**代表材質**:碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al?O?)陶瓷
**特性**:耐溫達1400℃以上,抗化學腐蝕性強,熱膨脹系數低。但脆性大、抗沖擊性差,且加工成本高昂。
**應用**:真空熱處理、半導體行業精密處理,或腐蝕性氣氛(如滲氮)場景。
### 4. 石墨材料
**代表材質**:等靜壓石墨、浸漬石墨
**特性**:耐溫達2500℃(惰性環境),導熱性好,重量輕。但在氧化性氣氛中易氧化(>500℃需涂層保護),強度較低。
**應用**:真空燒結、釬焊等無氧環境,或作為短時高溫處理的過渡托盤。
### 5. 復合材料
**代表技術**:金屬基復合材料(如SiC顆粒增強鋁基)、陶瓷纖維增強材料
**特性**:結合金屬韌性與陶瓷耐熱性,可設計性強。但制備工藝復雜,成本極高,多處于試驗階段。
**應用**:航空航天等領域特殊熱處理需求。
### 選型建議:
- **1000℃以下常規熱處理**:優先選耐熱合金鋼,兼顧壽命與成本
- **短期氧化環境**:高硅鉬鑄鐵經濟實用
- **超高溫/腐蝕環境**:陶瓷或石墨搭配保護涂層
- **精密/真空工藝**:碳化硅陶瓷托盤更優
實際選材需結合熱處理工藝參數(溫度曲線、氣氛類型)、負載要求及預算綜合評估,必要時可通過表面滲鋁、噴涂陶瓷涂層等工藝提升托盤耐用性。

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