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技术文章
真空热处理炉的技术特点
点击次数:637 发布时间:2013-11-13
  真空热处理炉是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术,真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境,包括低真空、中等真空、高真空和超高真空,真空热处理实际也属于气氛控制热处理。真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的,真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺,但热处理质量大大提高。与常规热处理相比,真空热处理的同时,可实现无氧化、无脱碳、无渗碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脱脂除气等作用,从而达到表面光亮净化的效果。
  真空渗氮有人称为真空排气式氮碳共渗,其特点是通过真空技术,使金属表面活性化和清净化。在加热、保温、冷却的整个热处理过程中,不纯的微量气体被排出,含活性物质的纯净复合气体被送入,使表面层相结构的调整和控制、质量的改善、效率的提高成为可能。经X射线衍射分析证实,真空渗氮处理后,渗层中的化合物层是ε单相组织,没有其他脆性相(如Fe3C、Fe3O4)存在,所以硬度高,韧性好,分布也好。“白层”单相ε化合物层可达到的硬度和材质成分有关。材质中含Cr量越高,硬度也呈增加趋势。Cr13%时,硬度可达到1200HV;含Cr18%(质量分数,余同)时,硬度可达1500HV;含Cr25%时,硬度可达1700HV。无脆性相的单相ε化合物层的耐磨性比气体氮碳共渗组织的耐磨性高,抗摩擦烧伤、抗热胶合、抗熔敷、抗熔损性能都很优异。但该“白层”的存在对有些模具和零件也有不利之处,易使锻模在锻造初期引起龟裂,焊接修补时易生成针孔。真空渗氮还有一个优点,就是通过对送入炉内的含活化物质的复合气体的种类和量的控制,可以得到几乎没有化合物层(白层),而只有0.1-1mm扩散层的组织。其原因可能是在真空炉排气至0.l33Pa(1×10-3Torr)后形成的,另一个原因是带有活性物质的复合气体在短时间内向钢中扩散形成的组织。这种组织的优点是耐热冲击性、抗龟裂性能优异。因而对实施高温回火的热作模具,如用高速钢或4Cr4MoSiV(H13)钢制模具可以得到表面硬度高、耐磨性好、耐热冲击性好、抗龟裂而又有韧性的综合性能;但仅有扩散层组织时,模具的抗咬合性、耐熔敷、熔损性能不够好。由于模具或机械零件的服役条件和对性能的要求不一,在进行表面热处理时,必需调整表面层的组织和性能。真空渗氮除应用于工模具外,对提高精密齿轮和要求耐磨耐蚀的机械零件以及弹簧等的性能都有明显效果,可接受处理的材质也比较广泛。
  真空清洗与干燥技术目前有的热处理还离不开清洗干燥工序,尤其需油冷的各类热处理,清洗干燥的任务更繁重、难度也更大。国际上使用效果zui佳的清洗剂是卤素系清洗剂。发达国家,如日本使用的卤素系清洗剂的比例如表1所示。其中三氯乙烷、氟里昂因属破坏大气臭氧层物质,已被禁止使用。其他卤素系物质也因对生态环境、人、畜有害而被限制使用。所以各国都在研究各种替代型的清洗干燥技术。
  
 
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