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真空热处理加工技术应用及特点
2019-10-09 14:50:17
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湖州镍基焊工艺

  真空热处理加工技术应用及特点


  真空热处理加工技术应用及特点主要指的是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术,其中,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、高真空和超高真空等,所以,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,真空热处理加工技术可同时实现无氧化、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。


  1.真空热处理加工技术的应用


  其实,真空热处理加工技术在国外应用的较早,美国的海斯公司和日本真空研究所在1968年,先后研制出真空淬火油和水剂淬火介质,从而,真空淬火技术在热处理行业得到迅速发展,从单室炉发展到了多组合机群,从一般的真空淬火发展到高压气淬、真空水剂淬火、真空渗碳、真空碳氮共渗及多元共渗等。


  而我国在经过几十年的努力,真空炉制造厂商在设计、制造水平和质量上得到了很大的提高,用国产真空设备替代从国外进口的真空设备逐渐增多,从而降低了使用单位的生产成本,使真空热处理的应用范围迅速扩大。


  2.真空热处理加工技术的工艺原理


  利用金属在真空状态下的变相特点,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。同时,在真空脱气作用下,可以提高金属材料的物理性能和力学性能,在真空状态下加热,金属工件表面元素会发生蒸发现象。金属实现无氧化加热所需的真空度,表面净化作用,实现少无氧化和少无脱。

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  3.真空热处理加工技术的特点


  (1)真空热处理加工的优越性

  真空热处理加工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。真空热处理不仅可以实现钢件的无氧化、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

  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,对于改进炉子结构具有重要意义。


  (3)采用真空热处理炉

  现代热处理真空炉,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。


  工模具材料真空热处理的应用前景很大。大多数工模具钢目前都采取在真空中加热,然后在气体中冷却淬火的方式。为了使工件表面和内部都获得满意的力学性能,必须采用真空高压气淬技术。目前,国际上真空气淬的气压已从0.2MPa、0.6MPa提高到1-2MPa甚至3MPa,所以,高压气淬真空炉的冷却气体压力的逐步提高是一个重要的发展趋势。


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  真空热处理加工的小常识


  金属工件是加工中心常加工的零件。为了使金属工件具有所需的机械性能,物理性能和化学性质,除了合理选择材料和各种成型工艺外,真空热处理加工工艺通常也是必不可少的。钢是机械工业中使用广泛的材料。钢的微观结构复杂,可通过热处理控制。因此,钢的热处理是金属热处理的主要内容。此外,还可以通过热处理改性铝,铜,镁,钛等,以获得不同的机械性能,物理性质和化学性质。


  真空热处理加工通常不改变工件的形状和整体化学成分,而是通过改变工件内部的微结构或改变工件表面的化学成分来赋予或改善工件的性能。其特征在于改善了工件的内在质量,这通常是肉眼不可见的。


  事实上,真空热处理加工的作用是改善材料的机械性能,消除残余应力并提高金属的可加工性。根据热处理的不同目的,热处理工艺可分为两类:预热处理和热处理。


  1、预热处理

  预热处理的目的是改善加工性,消除内应力,并为热处理制备良好的金相组织。真空热处理加工工艺包括退火,正火,老化,淬火和回火。


  (1)退火和标准化

  退火和标准化热加工毛坯。碳含量大于0.5%的碳钢和合金钢易于切削以降低其硬度,并且经常退火;碳钢和合金钢的碳含量小于0.5%,为避免硬度过低,切割时使用切割刀。它通过正常化处理。退火和正火可以细化晶粒和均匀的结构,以便以后进行热处理。退火和标准化通常在坯料制造之后和粗加工之前进行。


  (2)老化治疗

  时效处理主要用于消除坯料制造和加工中产生的内应力。为避免过度运输工作量,对于一般精密零件,在整理前安排老化处理。但是,具有较高精度要求的零件(例如坐标钻孔机的箱体)应布置两次或多次。除铸件外,通常还可以使用简单的零件。对于一些刚性较差的精密零件(如精密导螺杆),为了消除加工过程中产生的内应力并稳定零件的加工精度,通常将其布置在粗加工和半精加工之间。多次老化治疗。一些轴部件经过加工,矫直过程后也需要进行时效处理。


  (3)回火

  淬火回火是淬火后的高温回火处理,可以获得均匀细化的回火索氏体结构,为后续的表面淬火和氮化处理做好准备,减少变形,因此淬火回火也可以作为初步使用。热处理。由于淬火和回火后部件的综合机械性能良好,因此真空热处理加工工艺也需要具有低硬度和耐磨性的部件。


  


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