可控氣氛熱處理爐在我國熱處理行業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，目前在實(shí)現(xiàn)滲碳?xì)夥湛煽剡^程中，絕大多數(shù)設(shè)備采用了氧傳感器（也稱為氧探頭）來監(jiān)測(cè)和控制碳勢(shì)，氧化鋯探頭的信號(hào)輸出情況直接影響到碳勢(shì)控制的精度。由于氧探頭自身結(jié)構(gòu)特性和使用工作環(huán)境特點(diǎn)，使氧化鋯探頭的正確安裝使用成為一個(gè)不可忽視的問題。
在熱處理碳勢(shì)控制技術(shù)中，碳勢(shì)的監(jiān)測(cè)和控制已成為熱處理的重要技術(shù)問題。采用氧傳感器（也稱為氧探頭）來監(jiān)測(cè)和控制碳勢(shì)，它能顯示可靠的氧電勢(shì)輸出以表明爐氣的運(yùn)行狀況。
由于氧化鋯探頭的正常使用受到很多因素的影響，下面將對(duì)氧碳頭的正確使用應(yīng)注意的幾點(diǎn)進(jìn)行一些討論。
1、氧化鋯探頭質(zhì)量問題
目前我國自行生產(chǎn)的氧探頭主要有兩種類型，一種是球狀氧化鋯，利用其球面與瓷管或不銹鋼管端面緊密配合達(dá)到密封效果。另一種是柱狀氧化鋯與瓷管焊接成一體達(dá)到密封效果。兩種類型產(chǎn)品有的由進(jìn)口零件組裝，有的采用國產(chǎn)氧化鋯產(chǎn)品組成成品氧探頭。
由氧化鋯球組成的氧探頭，因其鋯球與瓷管（或金屬管）端面緊密配合，因此當(dāng)球面受污染時(shí)，可以拆卸進(jìn)行清理后繼續(xù)使用，缺點(diǎn)是鋯球與管端面接觸處易漏氣，從而造成氧毫伏值輸出有時(shí)會(huì)有偏差。
由柱狀氧化鋯與瓷管焊接一體裝配成的氧探頭，接觸端不易漏氣，從而氧毫伏值輸出較穩(wěn)定，但該產(chǎn)品只能一次使用，無現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的可能，所以該類產(chǎn)品用戶不可自行拆開。
2、氧化鋯探頭的安裝注意問題
?。?）氧探頭的裝卸
氧探頭在爐子冷態(tài)時(shí)裝卸，如必須在高溫下進(jìn)行裝卸，應(yīng)該緩慢拔出或慢慢插入，一般裝拆速度掌握在30～40mm/min之間。否則會(huì)產(chǎn)生探頭核心部件爆裂導(dǎo)致?lián)p壞。
?。?）探頭的插入深度
氧化鋯探頭的插入深度應(yīng)以探頭頭部的通氣孔在爐內(nèi)的位置計(jì)算，一般通氣孔離爐膛50～150mm為好，與插入角度無關(guān)。如果插入較淺，通氣孔貼近爐壁或未伸出爐膛時(shí)，會(huì)使氣氛交換不良，影響測(cè)量精度。如深入過長(zhǎng)，容易碰到工件，造成探頭損壞。
?。?）參比氣和燒炭黑管路的安裝
由于多數(shù)熱處理設(shè)備供應(yīng)的參比氣和燒炭黑空氣氣源采用的是微型氣泵，并且使用了流量計(jì)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，所以要求氣管管路不能過長(zhǎng)，尤其是采用軟管作氣路時(shí)，要求流量計(jì)距離探頭位置不超過2～3m，否則應(yīng)考慮用硬管連接。
如果參比氣不能順利到達(dá)探頭，會(huì)造成探頭輸出毫伏值大幅度降低，影響控制精度。若燒炭黑氣不通暢，會(huì)使除碳黑過程失效，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)損害探頭的使用壽命，影響測(cè)量精度。
3、設(shè)備對(duì)氧化鋯探頭的影響
（1）新設(shè)備的安裝問題
初次使用的新滲碳爐一定要經(jīng)過烘爐和對(duì)爐膛預(yù)滲碳后才可插入氧探頭。一般烘爐從室溫到額定溫度一周左右，對(duì)空爐預(yù)滲碳一般有馬弗需24h以上，弗則需48h以上才能安裝碳頭，否則有可能對(duì)碳頭造成損壞。
?。?）氧探頭安裝位置
氧探頭對(duì)安裝的角度沒有特殊要求，但氧探頭在爐子中的安裝位置對(duì)氧探頭的準(zhǔn)確測(cè)量有較大影響。一般氧探頭安裝位置應(yīng)距離介質(zhì)通入孔有一定距離，在連續(xù)爐中定位在2只介質(zhì)通入孔的中間比較合適。由于爐膛結(jié)構(gòu)影響到爐內(nèi)氣氛的循環(huán)及氣氛流向，所以在安裝氧化鋯探頭時(shí)還要充分考慮爐膛結(jié)構(gòu)選擇合適的安裝位置。
?。?）設(shè)備的新舊程度
新設(shè)備密封性相對(duì)較好，只要爐子預(yù)滲碳充分，以后每次平衡氣氛的時(shí)間也較短，探頭的反應(yīng)速度較快。但對(duì)于舊設(shè)備，一般會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，尤其是碳黑較多時(shí)會(huì)影響探頭控制精度。
4、其他應(yīng)注意問題
氧探頭的電極材料一般采用的是鉑或合金，實(shí)驗(yàn)表明鉑是作為氧探頭電極材料中氧勢(shì)反應(yīng)精度高的材料之一。但鉑電極也有兩個(gè)弱點(diǎn)，其一就是積碳后靈敏度會(huì)降低，從而影響探頭使用壽命，再就是在爐氣中會(huì)被某些重金屬污染，在短時(shí)間內(nèi)造成電極損壞，有害金屬主要是鋅，鋅對(duì)鉑有很明顯的腐蝕，很容易造成氧探頭失效。所以引起氧化鋯探頭早期失效的主要因素是碳黑和鋅。因此應(yīng)盡量減少碳黑的形成并控制鋅元素的含量。
5、結(jié)語
熱處理爐碳勢(shì)控制中，氧探頭的正確使用是一個(gè)不可忽視的問題，在氧化鋯探頭的使用中要注意氧探頭的安裝問題，并盡量減少碳黑的形成和鋅元素的含量，這是防止氧探頭早期損壞的關(guān)鍵。
