可控氣氛熱處理爐在我國熱處理行業(yè)已經(jīng)廣泛應用，目前在實現(xiàn)滲碳氣氛可控過程中，絕大多數(shù)設備采用了氧傳感器（也稱為氧探頭）來監(jiān)測和控制碳勢，氧化鋯探頭的信號輸出情況直接影響到碳勢控制的精度。由于氧探頭自身結(jié)構(gòu)特性和使用工作環(huán)境特點，使氧化鋯探頭的正確安裝使用成為一個不可忽視的問題。
在熱處理碳勢控制技術中，碳勢的監(jiān)測和控制已成為熱處理的重要技術問題。采用氧傳感器（也稱為氧探頭）來監(jiān)測和控制碳勢，它能顯示可靠的氧電勢輸出以表明爐氣的運行狀況。
由于氧化鋯探頭的正常使用受到很多因素的影響，下面將對氧碳頭的正確使用應注意的幾點進行一些討論。
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到密封效果。另一種是柱狀氧化鋯與瓷管焊接成一體達到密封效果。兩種類型產(chǎn)品有的由進口零件組裝，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，因此當球面受污染時，可以拆卸進行清理后繼續(xù)使用，缺點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會有偏差。
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)場修復的可能，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)時裝卸，如必須在高溫下進行裝卸，應該緩慢拔出或慢慢插入，一般裝拆速度掌握在30～40mm/min之間。否則會產(chǎn)生探頭核心部件爆裂導致?lián)p壞。
?。?）探頭的插入深度
氧化鋯探頭的插入深度應以探頭頭部的通氣孔在爐內(nèi)的位置計算，一般通氣孔離爐膛50～150mm為好，與插入角度無關。如果插入較淺，通氣孔貼近爐壁或未伸出爐膛時，會使氣氛交換不良，影響測量精度。如深入過長，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)熱處理設備供應的參比氣和燒炭黑空氣氣源采用的是微型氣泵，并且使用了流量計進行流量調(diào)節(jié)，所以要求氣管管路不能過長，尤其是采用軟管作氣路時，要求流量計距離探頭位置不超過2～3m，否則應考慮用硬管連接。
如果參比氣不能順利到達探頭，會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，會使除碳黑過程失效，時間長了會損害探頭的使用壽命，影響測量精度。
3、設備對氧化鋯探頭的影響
?。?）新設備的安裝問題
初次使用的新滲碳爐一定要經(jīng)過烘爐和對爐膛預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，對空爐預滲碳一般有馬弗需24h以上，弗則需48h以上才能安裝碳頭，否則有可能對碳頭造成損壞。
?。?）氧探頭安裝位置
氧探頭對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氧探頭的準確測量有較大影響。一般氧探頭安裝位置應距離介質(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還要充分考慮爐膛結(jié)構(gòu)選擇合適的安裝位置。
（3）設備的新舊程度
新設備密封性相對較好，只要爐子預滲碳充分，以后每次平衡氣氛的時間也較短，探頭的反應速度較快。但對于舊設備，一般會出現(xiàn)這樣那樣的問題，尤其是碳黑較多時會影響探頭控制精度。
4、其他應注意問題
氧探頭的電極材料一般采用的是鉑或合金，實驗表明鉑是作為氧探頭電極材料中氧勢反應精度高的材料之一。但鉑電極也有兩個弱點，其一就是積碳后靈敏度會降低，從而影響探頭使用壽命，再就是在爐氣中會被某些重金屬污染，在短時間內(nèi)造成電極損壞，有害金屬主要是鋅，鋅對鉑有很明顯的腐蝕，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
熱處理爐碳勢控制中，氧探頭的正確使用是一個不可忽視的問題，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鍵。
