自製高溫熱處理電爐
數年前網路上的朋友bf109首開DIY愛好者之先例, 自製並且發表了電熱型熱處理爐. 基本概念是使用溫度控制盤控制固態繼電器, 透過高溫熱電偶感溫棒之回饋, 藉此調整電熱絲之加熱與否, 以維持在預設之溫度.
去年另一位朋友worker依照bf109兄之設計, 也完成了一個電熱型熱處理爐,
相關連結在此:
http://tw.myblog.yahoo.com/jianpolan-blackhand/article?mid=5276&next=5081&l=f&fid=13
從worker的布落格中可得知要準備那些零件及材料, 不過要將材料零件都買齊需要跑不少個地方, 且最大的挑戰可能是在溫度控制器的配線部份. 為何我的稱為"簡易版"呢? 所謂簡易版是指簡化自製的困難度, 不是功能上的簡化. 各位看下去便可知分曉.
我因為地利之便, 賣耐熱斷熱磚的復興陶磁離我家約15~20分鐘車程. 且是我平常騎單車會經過的路線, 因此雖然在深山林內且路又小條, 我還是不費力氣就直接找到, 買了三箱斷熱磚(共30塊磚, 其實20塊磚就夠了)+6公斤的耐火泥, 因為是自己開車去載省了運費所以只花1090元. 雖然徐兄跟我說耐火泥用不上, 不過我還是順便買了, 後來實際砌磚時我確實有用耐火泥, 發現這個耐火泥只是填縫隙用, 沒有"黏合"的能力, 最後還是拆掉將耐火泥刮除再重新疊耐火磚.
砌磚的方式可參考worker的網頁, 其中有一張圖, 依此辦理即可. 移動式的鋁製台車是在淡水的五金工具專賣店買的, 花了1100元, 有這個東西確實很方便可以推來推去. 磚砌好之後爐子外圍我是用6mm厚的防火建材矽酸鈣板, 我找了間淡水的建材行請他幫我訂日本進口的矽酸鈣板, 早上訂下午就到貨, 一張3尺x6尺, 才320元, 用木工的鋸子很容易裁切, 而且做一個爐子只用了不到一半的矽酸鈣板. 只是鋸時粉塵很多, 我開車去載矽酸鈣板時, 把鋸子皮尺等東西都一起帶出門, 拿到後直接開到荒無人跡的地方, 把所需要的尺寸大小鋸一鋸, 弄好之後再拿回家.
電熱絲是N年前我去bf109兄那邊做熱處理時他送給我的, 我量一量算一算, 是3000W的電熱絲, 因為溫度控制盤要跟這個規格相合, 所以買電熱絲與溫控器時要注意. 以家用單相220V的電來算, 最大耗電流量不到14A, 通常220V的插頭插座都可耐到20A, 斷路器則是30A, 因此沒有安全上的疑慮.
bf109兄跟worker的電熱絲都是以繞圈方式架在陶磁圓棒上, 陶磁圓棒則是在磚上鑽洞後插入. 我是在斷熱磚上切出可容納電熱絲的槽, 我覺得這樣做有兩個好處, 1. 刀胚不會有碰觸電熱絲的疑慮. 2. 電熱絲若因受熱變型, 不會有垂下去碰到其他電熱絲的問題. 斷熱磚挖電熱絲槽的製作示意圖如下, 我在下層的磚塊用木工鋸(非常容易鋸, 一點都不必出力)鋸出需要的形狀, 再用手拿圓棒型小砂輪修整, 很容易就完成下圖需要的電熱絲槽. 利用上層的斷熱磚疊下來時剛好與下層磚形成一個容納電熱絲的空間.
我疊了四層磚, 所以爐內空間高度為52cm, 爐內空間長寬各10cm, 電熱絲拉長到可繞三圈+三段垂直連接的長度. 砌好磚之後蓋上矽酸鈣板, 四個角落加上角鋼, 然後用不鏽鋼鐵絲綁起來就好了. 然後鑽兩個洞將電熱絲拉到爐外. 此外還需要鑽一個配合感溫棒直徑的洞來插入感溫棒. 角鋼我有NNNNN年前剩下的, 自己用普爛打裁出適當長度, 花費0元. 這樣子爐體就完成了,
我拆拆蓋蓋好幾次, 一半是好玩, 一半是第一次挖斷熱磚上的電熱絲槽時, 天真的以直上直下方式挖, (就是從爐子上端拉到下端, 再繞回上端, 爐內四面都有電熱絲) 後來發現這樣子很呆, 電熱絲可能因為變型而整個垂下來. 所以又重新改成上面那張圖的方式, 因此看爐子內時, 有很多沒用到的"蟲蟲通道".
再來就需要買感溫棒, 溫控器, 配電箱, 固態繼電器還有線材等等材料, 有點像花木蘭代父從軍之前的裝備整理(東市買駿馬, 巴拉巴拉...), 對住在偏遠鄉鎮的我來講路程上有點遠且有些麻煩. 於是我上什麼都賣什麼都不奇怪的奇摩, 給我找到了一個賣電機控制裝備的賣家, 他就有溫度控制盤, 簡單說熱處理爐需要的溫控相關材料他通通都有, 而且報價包含用配電箱配好線, 我跟他電話討論一番我需要的用途(單相220V家用電, 要有斷路器, 要有電源開關, 有電源燈及加熱指示燈, 接電熱絲的電線要符合工業標準之耐熱線, 熱電偶感溫棒要能到1200度C)請他報價給我, 價格我覺得相當實惠, 全部包在內含配線都弄好及運費, 共約6650元, 依worker上的各項零件價格來算, 這個報價比自己買零件還便宜. 付訂金後十天左右交貨, 那個配線就是專業配線, 細節部份通通處理得很好, 品質很讚. 收到的東西如下圖. 左邊光碟內有說明檔, 光碟下方是1200度K型熱電偶感溫棒,中間是220V電源線(含家用220V冷氣插座用的插頭), 右邊深棕色是工業耐熱線(600度), 用來接電熱絲. 因此只要將電熱絲接上電線, 感溫棒插入爐內, 220V插頭插上電, 就好了. 不用擔心配線出錯, 工業標準化佈線增加安全度, 省了採購零件的時間成本, 此為簡易版名稱之由來.
配電箱面板上的東西如下圖, 一目了然.
內部配線如下圖.
熱處理爐完成品.
電熱絲及感溫棒.
試機成功, 就是這道光.
熱處理淬火後, 我用俗又大碗家用烤箱用來進行刀胚回火, 但是這種家用小烤箱溫度很不準, 因此我買了一個可到300度C的烤箱內溫度計,
方便調整回火時的溫度.
