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真空热处理与普通热处理的区别
2019-09-19 11:56:53
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  真空热处理与普通热处理的区别


  真空热处理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,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。


  真空热处理处理工艺


  热处理的发展是伴随着机械制造业的发展而发展,机械制造又对热处理提出了更新更高的要求,模具的热处理又是热处理中技术含量最高的部分。


  众所周知,模具热处理就是为了发挥模具材料的潜力,提高模具的使用性能。模具的性能必须满足:高的强度,(包括高温强度,抗冷热疲劳性能)高的硬度(耐磨性能)和高的韧性,并且还要求有良好的机械加工性、(包括良好的抛光性)可焊接性及抗腐蚀性等等。

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  对模具寿命影响最大的是模具的设计(包括了正确的选择材料)模具的材料,模具的热处理,模具的使用和维护等。如果模具的设计合理,材料优质,那么热处理的好坏直接决定了模具的使用寿命。目前国内外都在设法采用更先进的热处理手段来提高模具的性能延长模具的使用寿命。而真空热处理则是模具热处理中较先进的方式之一。所以从模具热处理来看,热处理加工设备的状态、热处理的工艺、生产过程的控制显得尤为重要。而设备的先进性是保证先进工艺实现的前提。真空高压气淬炉是实现真空热处理最为理想的设备。真空炉具有不脱碳,不氧化的效果,具有温度均匀,加热和冷却速度可控,可以实现不同的工艺过程,真空炉由于没有污染,是国际上公认的“绿色热处理”。现在国际上已有2-20bar的真空高压气淬炉,可以完全满足模具的真空热处理的要求。


  模具热处理过程中,所采用的工艺参数对模具性能也有着至关重要的影响:它包括了加热温度、加热速度、保温时间、冷却方式、冷却速度等。正确的热处理工艺参数可以保证模具获得最佳性能,反之,将产生不良甚至严重后果。实践表明,正确的热处理工艺可以获得优良的组织,优良的组织形态才能保证优良的机械性能。合适的工艺方法可以有效的控制模具热处理时的变形和开裂。从实践中发现:模具在加热和冷却过程中,模具表面温度和心部温度的差异(加热的不均匀性和冷却的不均匀性)是造成模具变形的主要因素。(真空炉具有控制加热速度和冷却速度的能力)。不同的工艺方法可以使模具满足不同的使用条件和不同的性能要求。


  总而言之,真空高压气淬工艺具有加热和冷却速度自由控制的优点,可以编制不同的工艺参数,得到预想的金相组织和性能。


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  真空热处理工艺原理


  (1)金属在真空状态下的相变特点。在与大气压只差0.1MPa范围内的真空下,固态相变热力学、动力学不产生什么变化。在制订真空热处理工艺规程时,完全可以依据在常压下固态相变的原理。完全可以参考常压下各种类型组织转变的数据。

  (2)真空脱气作用,提高金属材料的物理性能和力学性能。

  (3)真空脱脂作用。

  (4)金属的蒸发:在真空状态下加热,工件表面元素会发生蒸发现象。

  (5)表面净化作用,实现少无氧化和少无脱碳加热。

  (6)金属实现无氧化加热所需的真空度。


  真空热处理加热特点


  (1)真空热处理的优越性。真空热处理是和可控气氛并驾齐驱的应用面很广的无氧化热处理技术,也是当前热处理生产技术先进程度的主要标志之一。真空热处理不仅可实现钢件的无氧化、无脱碳,而且还可以实现生产的无污染和工件的少畸变,因而它还属于清洁和精密生产技术范畴。目前它已成为工模具生产中不可替代的先进技术。


  (2)真空热处理工艺。工件畸变小是真空热处理的一个非常重要的优点。据国内外经验,工件真空热处理的畸变量仅为盐浴加热淬火的三分之一。研究各种材料、不同复杂程度零件的真空加热方式和各种冷却条件下的畸变规律,并用计算机加以模拟,对于推广真空热处理技术具有重要意义。真空加热、常压或高压气冷淬火时气流均匀性对零件淬硬效果和质量分散度有很大影响。采用计算机模拟手段研究炉中气流循环规律,对于改进炉子结构变具有重要意义。真空渗碳是实现高温渗碳的最可能的方式。但在高温下长时间加热会使大多数钢种的奥氏体晶粒度长得很大,对于具体钢材高温渗碳,重新加热淬火对材料和工件性能的影响规律加以研究,对优化真空渗碳、冷却、加热淬火工艺和设备是很有必要的。近几年,国际上有研究开发使用气体燃料的燃烧式真空炉的动向。在真空炉中采用气体燃料加热的困难太多,虽然有节约能源的说法,但不一定是一个重要的发展方向。


  (3)真空热处理炉。现代真空热处理炉是指可施行元件的真空加热,然后在油中淬火或在常压和加压气体中淬火的冷壁式炉子。研究开发这种类型的设备是一项综合性强、跨学科、牵涉到很多科技领域的工作。


  真空热处理主要应用


  零件经真空热处理后,畸变小,质量高,且工艺本身操作灵活,无公害。因此真空热处理不仅是某些特殊合金热处理的必要手段,而且在一般工程用钢的热处理中也获得应用,特别是工具、模具和精密耦件等,经真空热处理后使用寿命较一般热处理有较大的提高。例如某些模具经真空热处理后,其寿命比原来盐浴处理的高40~400%,而有许多工具的寿命可提高3~4倍左右。此外,真空加热炉可在较高温度下工作,且工件可以保持洁净的表面,因而能加速化学热处理的吸附和反应过程。因此,某些化学热处理,如渗碳、渗氮、渗铬、渗硼,以及多元共渗都能得到更快、更好的效果。


  真空热处理与普通热处理的区别


  真空热处理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。


  而且真空热处理的价格高是因为设备贵,耗能多;每炉重量小是因为真空腔体小,容易抽真空;真空热处理后的工件比普通热处理工件抗氧化和耐腐蚀性强,且微观结构更为致密。


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