真空熱處理是真空技術與熱處理技術相結合的新型熱處理技術,真空熱處理所處的真空環(huán)境指的是低于一個大氣壓的氣氛環(huán)境,包括低真空、中等真空、高真空和超高真空,真空熱處理實際也屬于氣氛控制熱處理。
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1、 不氧化、不脫碳、不增碳對工件內部和表面有良好的保護作用
氧化使金屬表面失去金屬光澤,表面粗糙度增加,精度下降,并且鋼表面氧化皮往往是造成淬火軟點和淬火開裂的根源,氧化使鋼件強度降低,其他力學性能下降。而脫碳是指鋼在加熱時表面碳含量降低的現(xiàn)象。
一般情況下,鋼的氧化脫碳同時進行,脫碳層由于被氧化,碳含量降低會明顯降低鋼的淬火硬度、耐磨性、及疲勞性能,高速鋼脫碳會降低紅硬性。
而真空熱處理由于金屬是在一定的真空度下加熱,工件避免了與氧氣接觸,工件沒有氧化,無脫碳,可以得到光亮的表面及較好的熱處理質量,同時在真空狀態(tài)下,也不會發(fā)生還原反應,也就不會發(fā)生增碳現(xiàn)象。
從下面工件表面添加保護劑后與真空淬火時的金相圖比較,可較明顯看到真空熱處理的優(yōu)勢所在。
2、提高整體機械性能、脫氣和促進金屬表面的凈化作用
真空對液態(tài)金屬有明顯的除氣效果,對固態(tài)金屬中溶解的氣體也有很好的排除作用,金屬中最有害的氣體是氫,采用真空加熱時,可使金屬和合金中的氫迅速降至最低程度,消除氫脆,從而提高材料的塑性、韌性和疲勞強度,提高了工件的整體機械性能。
金屬和合金在真空中加熱時,如果真空度低于相應氧化物的分解壓力,這種氧化物就會發(fā)生分解,形成的游離氧立即被排出真空室,使金屬表面質量,進一步改善,甚至使表面達到活化狀態(tài),起到凈化作用。
3、工件變形小
一般來說,被處理的工件在爐內靠熱輻射加熱,內外溫差較小,熱應力小,因而決定了真空熱處理工藝處理的零件變形小,同時在真空下加熱和在真空下淬火,自動完成,避免了熱態(tài)下工件在空氣中的搬運(鹽浴處理及氣氛保護處理雖在絕氧的環(huán)境里加熱。
但仍在空氣或含有氧分子的淬火介質中完成淬火)減少了人為加工變形,如Cr12MoV材質的滾絲輪,分別真空熱處理和鹽浴處理,真空熱處理比鹽浴處理變形量小70%,產(chǎn)品合格率高。
4、可減少工件含金元素揮發(fā)性
真空熱處理能在可控氣氛下加熱和真空淬火,從而減少了工件含金元素揮發(fā)性,保證了工件的熱處理質量。
5、其他
真空熱處理爐熱效率高,可實現(xiàn)快速升溫和降溫;穩(wěn)定性和重復性好,工作環(huán)境好,操作安全,沒有污染和公害。