很多人把支撑件当成“把丝架起来”的东西,随便摆几个就算。实际上支撑间距是决定元件寿命的几个关键参数之一,尤其在 1000℃ 以上,铁铬铝的蠕变速度对温度和跨度都很敏感。
同样是 φ4 的 0Cr25Al5 丝,在 900℃ 炉子里跨 300 mm 可以跑一两年,在 1250℃ 炉子里跨 300 mm 可能三个月就明显下垂。原因是铁铬铝的蠕变强度随温度下降得很快,1200℃ 时的抗蠕变能力大约只有 1000℃ 时的三分之一。
| 使用温度 | φ2 mm 丝 | φ4 mm 丝 | 带宽 20 mm | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 900℃ | 250 mm | 400 mm | 500 mm | 普通台车炉、箱式炉 |
| 900 ~ 1100℃ | 180 mm | 300 mm | 380 mm | 要注意铝含量 |
| 1100 ~ 1250℃ | 120 mm | 220 mm | 280 mm | 建议用含铌牌号 |
| > 1250℃ | 80 mm | 150 mm | 200 mm | 0Cr27Al7Mo2 一类 |
镍铬系(Cr20Ni80、Cr30Ni70)在同样温度下的抗下垂能力比铁铬铝好,跨距可以放大约 30%,但它的最高使用温度低,1200℃ 已经是上限。
常用的是高铝瓷、刚玉(Al₂O₃ 含量 95% 以上)和莫来石。1100℃ 以下高铝瓷够用,1200℃ 以上建议刚玉,否则支撑件自己先软化变形,比元件下垂还麻烦。
形状上,槽形比孔形好。孔形支撑件要求丝从孔里穿过去,安装时不能有划伤,一旦划出沟槽,运行中的热胀冷缩会把沟槽扩成裂纹。槽形是开口的,丝直接放进去,安装损伤小,更换也方便。
支撑件不要等距排——中间密、两端疏会更好。因为中间段散热条件最差、温度最高,是最先下垂的地方。可以把中间三分之一的间距缩小 20% 左右。
支撑件本身要能自由膨胀。如果两端都卡死在炉衬上,升温时它自己会被顶裂。一端固定、一端留 3 到 5 mm 的滑动余量,这是常规做法。
轻微下垂(元件与下方工件距离还剩一半以上)可以继续用,但要缩短检查周期。下垂到快碰到工件时必须换——一旦接触,元件对工件直接放电或短路,损失的不只是元件。
换的时候要连支撑件一起检查。旧支撑件上如果有明显的裂纹或者表面玻璃化(发亮、有釉面感),说明它已经超温过,新元件装上去还会出问题。