Trong công nghệ xử lý nhiệt chân không, việc đạt áp suất thấp là chưa đủ. Để sản phẩm có cơ tính đồng nhất và độ chính xác cao, độ đồng nhiệt (Temperature Uniformity) trong lò chân không đóng vai trò quyết định. Vì vậy, tại ULVAC, đây được xem là tiêu chuẩn sống còn khi đánh giá hiệu suất hệ thống lò.
1. Độ đồng nhiệt của lò chân không (Temperature Uniformity) là gì?
Độ đồng nhiệt là mức chênh lệch nhiệt độ tối đa cho phép giữa điểm nóng nhất và lạnh nhất trong vùng làm việc (Work Zone), khi lò chân không đạt trạng thái ổn định.
Tuy nhiên, trong môi trường chân không, không có không khí để truyền nhiệt đối lưu. Do đó, nhiệt chỉ truyền qua bức xạ. Chính vì vậy, việc duy trì cân bằng nhiệt tại mọi vị trí trở nên khó khăn hơn nhiều so với lò thông thường.
Theo tiêu chuẩn Class 2 (AMS2750), độ đồng nhiệt phải đạt mức ±6°C.
2. Hệ lụy nghiêm trọng khi độ đồng nhiệt trong lò chân không kém
Nếu lò không đạt độ đồng nhiệt tiêu chuẩn, doanh nghiệp sẽ đối mặt với nhiều rủi ro:
- Trước hết, sản phẩm có thể bị cong vênh hoặc biến dạng. Nguyên nhân là do giãn nở nhiệt không đồng đều, từ đó sinh ra ứng suất nội tại.
- Bên cạnh đó, độ cứng cũng không đồng nhất. Vùng quá nhiệt làm hạt tinh thể thô hơn và trở nên giòn. Ngược lại, vùng thiếu nhiệt lại không đạt độ cứng yêu cầu.
- Ngoài ra, trong quá trình brazing, lỗi mối hàn dễ xảy ra. Chất trợ hàn có thể không chảy đồng đều, dẫn đến hở hoặc cháy mối nối.
- Cuối cùng, chi phí sản xuất tăng lên. Tỷ lệ hàng lỗi (NG) cao hơn, đồng thời năng lượng bị lãng phí do phải kéo dài thời gian ngâm nhiệt.
Hình ảnh sản phẩm bị cong vênh, độ cứng, màu sắc không đạt yêu cầu
3. Quy trình kiểm tra 9 điểm chuẩn ULVAC cho lò chân không
Để đảm bảo vùng làm việc luôn ổn định, ULVAC áp dụng quy trình kiểm tra TUS (Temperature Uniformity Survey) với 9 điểm nghiêm ngặt.
Cụ thể, 8 cảm biến được đặt tại 8 góc của không gian làm việc. Đồng thời, 1 cảm biến được đặt tại vị trí trung tâm.
Nhờ cách bố trí này, toàn bộ “điểm mù” nhiệt độ được kiểm soát. Kết quả là không còn vùng lạnh tồn tại trong buồng lò.
Hình ảnh thực test đồng nhiệt 9 điểm tại nhà máy ULVAC :
* Kết quả test thực tế độ đồng nhiệt 9 điểm tại nhà máy ULVAC đạt ±2.3°C, vượt yêu cầu của khách hàng
Nhờ đó, khách hàng có thể đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như AMS2750 (hàng không vũ trụ) hoặc CQI-9 (ngành ô tô).
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ đồng nhiệt
Có nhiều yếu tố tác động trực tiếp đến độ đồng nhiệt.
- Trước tiên là hệ thống gia nhiệt. Lò ULVAC sử dụng bố trí điện trở 360°, giúp nhiệt bức xạ phủ đều toàn bộ không gian.
- Tiếp theo là vật liệu cách nhiệt. Nếu tấm graphite hoặc lá kim loại bị bẩn hay rách, nhiệt sẽ thất thoát cục bộ.
- Ngoài ra, cách sắp xếp hàng hóa cũng rất quan trọng. Việc xếp quá dày có thể tạo “hiệu ứng bóng râm”, làm cản trở bức xạ nhiệt.
5. FAQ – Giải đáp nhanh
Hỏi: Tại sao bảng điều khiển báo đúng nhiệt nhưng sản phẩm vẫn lỗi?
Trả lời: Vì cảm biến điều khiển chỉ đo tại một điểm, thường gần thanh gia nhiệt. Trong khi đó, kiểm tra TUS 9 điểm mới phản ánh chính xác nhiệt độ tại vị trí thực tế của sản phẩm.
Hỏi: Bao lâu nên kiểm tra độ đồng nhiệt một lần?
Trả lời: Nên kiểm tra định kỳ mỗi 3–6 tháng. Ngoài ra, cần kiểm tra ngay sau khi sửa chữa hệ thống gia nhiệt hoặc cách nhiệt.
Hỏi: Làm sao cải thiện độ đồng nhiệt khi lò đầy hàng?
Trả lời: Có thể dùng đồ gá thoáng hơn. Đồng thời, hãy kéo dài thời gian ngâm nhiệt. Nếu lò hỗ trợ, nên sử dụng gia nhiệt đối lưu bằng khí trơ.
6. Lời khuyên từ chuyên gia ULVAC
Đừng chỉ vận hành lò một cách thụ động. Thay vào đó, hãy “thấu hiểu” cách nó hoạt động. Việc thực hiện Clean-up run định kỳ, kết hợp kiểm tra TUS thường xuyên, sẽ giúp bảo vệ lô hàng giá trị cao. Đồng thời, điều này còn góp phần kéo dài tuổi thọ thiết bị.
