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        您好!歡迎來到佛山市庭鑫熱處理有限公司!

        真空熱處理有幾大特性?

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        真空熱處理設備始于20世紀20年代,但是其真正發展還是從20世紀六七十年代開始的,主要是因當時市場的需求及石墨技術的研究發展。

        真空熱處理的工作環境其實是

        指低于一個標準大氣壓(1.013×105Pa),

        包括低真空(105~102Pa)、

        中真空(102~10-1Pa)、

        高真空(10-1~10-5Pa)、

        超高真空(<10-5Pa)。

        真空熱處理相對來說也是可控氣氛熱處理,只是其工作環境空氣極其稀薄,工件在真空狀態加熱可以避免常規普通熱處理的氧化、脫碳,避免氫脆,變形量相對較小,提高材料零部件的綜合力學性能。經真空熱處理后的部件壽命通常是普通熱處理的壽命的幾十倍,甚至幾百倍。

        制定真空熱處理工藝的主要內容是:確定加熱 制度(溫度、時間及方式)決定真空度和氣壓調節, 選擇冷卻方式和介質等。

        1、加熱溫度

        真空加熱有兩大特點,一是在極稀薄的氣氛中加熱,避免了在空氣中加熱產生的氧化、脫碳、侵蝕等現象;另一特點是真空狀態下的傳熱是單一輻射傳熱,其傳熱能力E與絕對溫度T的四次方成正比, 即E=C(T/100)4。

        真空熱處理

        由此可知,在真空狀態下、尤其在低溫階段,升溫緩慢,從而使工件表面與心部之間的溫差減小熱應力小,工件變形也小。加熱溫度的選取對工件質量至關重要,在制定工藝時,根據工件的技術要求、服役條件和性能要求,找出最佳的加熱溫度,在不影響性能且考慮減小變形的情況下,盡量選用下限溫度。

        2、保溫時間

        保溫時間的長短,取決于工件的尺寸形狀及裝爐量的多少。一般資料中介紹的傳統加熱保溫時 T按下式確定:

        T1=30+(1.5-2)D

        T2=30+(1.0-1.5)D

        ?T3=20+(0.25-0.5)D

        式中:D為工件有效厚度(mm);

        ?T1為第一次預熱時間(min);

        ?T2為第二次預熱時間(min);

        ?T3為最終保溫時間(min)。

        實際上,在一爐中往往同時裝有若干形狀尺寸不同的工件,這就需要進行綜合考慮。我們按照工件的大小、形狀、擺放方式及裝爐量,確定保溫時間,同時還考慮到,真空加熱主要是靠高溫輻射,低溫加熱時(600℃以下)工件溫升非常緩慢此時在工件無特殊變形要求時,應使第一次預熱和第二次預熱的時間盡量縮短,并提高預熱溫度,因為低溫保溫時間再長,升溫后工件心部要達到表面溫度還是需要一定時間。

        根據真空加熱原理提高預熱溫度,可減少 工件內外溫差,使預熱時間縮短,而最終的保溫時間應該適當延長,使得鋼中的碳化物充分溶解。這樣,既保證了質量,也提高了工作效率。保溫時間的長短還與下列因素有關:

        ①裝爐量:工件尺寸相同時裝爐量大,則透燒的時間應延長;反之,則應縮短。

        ②工件擺放形式:由于真空爐是輻射加熱,一般說來,如果工件形狀相同,應盡量使工件擺放整齊,避免遮擋熱輻射,并留出一定的擺放空隙(經驗公式為:

        T1=T2=T3=0.4G+D

        式中G為裝爐量(kg)

        其余各符號的意義同前。

        另外

        對于小工件(有效厚度D≤20mm)

        或是工件之間的擺放空隙≥D

        保溫時間可以減少:

        T1=T2=0.1G+D

        T3=0.3G+D

        對于大工件(有效厚度D≥100mm)

        最后的保溫時間可以減少

        T1=T2=T3=0.4G+0.6D

        ③加熱溫度:加熱溫度高,可縮短保溫時間。

        3、冷卻時間

        ①預冷:對于高溫淬火的中小零件,還注意到由熱室進入冷室后,在淬火前是否進行預冷,將影響淬火變形。其規律是:由熱室進入冷室后,直接進行油冷或氣冷,將導致尺寸變化;如果進行適當的預冷,則可保持熱處理前的尺寸不變;但若預冷時間過長,將會導致工件尺寸脹大。一般的規律是,對于有效厚度為20~60mm的工件,預冷時間為0.5~3min 。

        據分析,這是由于當不預冷而直接進行淬火時, 零件中的內應力以熱應力為主,故出現體積收縮,而在經較長時間預冷后再淬火時,零件中的內應力以相變應力為主,從而出現體積膨脹,只有在進行適當時間的預冷后,熱應力和相變應力的作用相平衡,才能達到工件的尺寸不變。

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        ②氣冷:我們所采用的真空爐可通入2bar以下氮氣進行加壓氣淬,冷卻到100℃以下出爐。計算氣冷時間的經驗公式如下:

        ?T4=0.2G+0.3D

        式中:T4為氣冷時間(min)。

        ③油冷:淬火油溫度一般控制在60~80℃,工模具的出油溫度通??刂圃?00~200℃。計算油冷時間的經驗公式如下:

        ?T5=0.02G+0.1D

        式中:T5為油中冷卻時間(min)。

        這時工件出爐溫度一般可在150℃左右。

        4、結論

        ?①考慮到裝爐量及擺放空隙

        ?保溫時間按T1=T2=T3=0.4G+D 確定;

        ?②對于小工件(有效厚度D≤20mm,且擺放空隙≥D)時,

        ?保溫時間按T1=T2=0.1G+D T3=0.3G+D 確定;

        ?③對于大工件(有效厚度D≥100mm)時,

        ?保溫時間按T1=T2=T3=0.4G+0.6D確定;

        ?④空冷時間按T4=0.2G+0.3D確定;

        ?⑤油冷時間按T5=0.02G+0.1D確定。

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