真空热处理与传统热处理工艺的优势比较

 

　

　　真空热处理即真空技术与热处理两个专业相结合的综合技术，是指热处理工艺的全部和部分是在真空状态下进行的。真空热处理几乎可实现全部热处理工艺，如淬火、退火、回火、渗碳、渗铬、氮化，在淬火工艺中可实现气淬、油淬、硝盐淬火、水淬等，它与普通热处理相比较具有以下优点。
　　1、 不氧化、不脱碳、不增碳对工件内部和表面有良好的保护作用：
　　氧化使金属表面失去金属光泽，表面粗糙度增加，精度下降，并且钢表面氧化皮往往是造成淬火软点和淬火开裂的根源，氧化使钢件强度降低，其他力学性能下降。而脱碳是指钢在加热时表面碳含量降低的现象。
　　如 图1所示：  

 

 钢铁典型脱碳图
　　一般情况下，钢的氧化脱碳同时进行，脱碳层由于被氧化，碳含量降低会明显降低钢的淬火硬度、耐磨性、及疲劳性能，高速钢脱碳会降低红硬性。如图2所示： 

 

　　w6mo5cr4v2 电炉淬火图 有脱碳现象发生，深度达0.23㎜
　　而真空热处理由于金属是在一定的真空度下加热，工件避免了与氧气接触，工件没有氧化，无脱碳，可以得到光亮的表面及较好的热处理质量，同时在真空状态下，也不会发生还原反应，也就不会发生增碳现象。
　　如图3所示： 

 

　　w6mo5cr4v2 真空淬火图 碳化物分布均匀，晶粒度可评为10.5级
　　从下面工件表面添加保护剂后与真空淬火时的金相图比较，可较明显看到真空热处理的优势所在。如图4、图5所示：

 

　　图4 ：
40cr渗碳后淬火、回火处理，马氏体3级，残余奥氏体2级，少量颗粒状碳化物1级表层及次表层马氏体组织粗细有别。

 

　　图5 
40cr真空淬火 组织为中碳马氏体以及少量黑色条状回火马氏体。加热均匀，表面无氧化脱碳。
　　2、 提高整体机械性能、脱气和促进金属表面的净化作用：
　　真空对液态金属有明显的除气效果，对固态金属中溶解的气体也有很好的排除作用。金属中有害的气体是氢。采用真空加热时，可使金属和合金中的氢迅速降至低程度，消除氢脆，从而提高材料的塑性、韧性和疲劳强度，提高了工件的整体机械性能。
　　金属和合金在真空中加热时，如果真空度低于相应氧化物的分解压力，这种氧化物就会发生分解，形成的游离氧立即被排出真空室，使金属表面质量，进一步改善，甚至使表面达到活化状态，起到净化作用。
　　如图： 

 

材质为d2的钢件真空热处理与普通热处理值比较，аk平均可提高15%。

　　3、 工件变形小
　　一般来说，被处理的工件在炉内靠热辐射加热，内外温差较小，热应力小，因而决定了真空热处理工艺处理的零件变形小，同时在真空下加热和在真空下淬火，自动完成，避免了热态下工件在空气中的搬运（盐浴处理及气氛保护处理虽在绝氧的环境里加热，但仍在空气或含有氧分子的淬火介质中完成淬火），减少了人为加工变形。如cr12mov材质的滚丝轮，分别真空热处理和盐浴处理，真空热处理比盐浴处理变形量小70%，产品合格率高。
　　4、 可减少工件含金元素挥发性
　　真空热处理能在可控气氛下加热和真空淬火，从而减少了工件含金元素挥
　　发性,保证了工件的热处理质量。
　　如图所示： 

 

　　材质为 d2的钢材在可控真空度下真空热处理合金元素含量变化的情况统计
　　5、 真空热处理炉热效率高,可实现快速升温和降温；稳定性和重复性好。工作环境好，操作安全，没有污染和公害。