真空热处理工艺解析

    真空热处理工艺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。包括有，

　　

.真空高压气冷淬火技术

　　当前真空高压气冷淬火技术发展较快，相继出现了负压

(<1×105Pa)高流率气冷、加压

(1×105～4×105Pa)气冷、高压(5×105～10×105Pa)气冷、超高压一(10×105～20×105Pa)气冷等
新技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，变形小，还
有高效、节能、无污染等优点。
　　真空高压气冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不锈钢和特殊合金的固溶、时效，离子
渗碳和碳氮共渗，以及真空烧结，钎焊后的冷却和淬火。
　 　 用

6×105Pa 高 压 氮 气 冷 却 淬 火 时 、 被 冷 却 的 负 载 只 能 是 松 散 型 的 ， 高 速 钢

(W6Mo5Cr4V2) 可 淬 透 至 70 ～ 100mm ， 高 合 金 热 作 模 具 钢 ( 如   4Cr5MoSiV) 可 达 25 ～
100mm，高合金冷作模具钢(如 Cr12)可达 80～100mm。
　　用

10×105Pa 高压氮气冷却淬火时，被冷却负载可以是密集型的，比 6×105Pa 冷却时负

载密度提高约

30%～4O%。

　　用

20×105Pa 超高压氮气或氦气和氮气的混合气冷却淬火时，被冷却负载是密集的并可

捆绑在一起。其密度较

6×105Pa 氮气冷却时提高 80%～150%，可冷却所有的高速钢、高合金

钢、热作工模具钢及

Cr13%的铬钢和较多的合金油淬钢，如较大尺寸的 9Mn2V 钢。

　　具有单独冷却室的双室气冷淬火炉的冷却能力优于相同类型的单室炉。

2×105Pa 氮气冷

却的双室炉的冷却效果和

4×105Pa 的单室炉相当。但运行成本、维修成本低。由于我国基础材

料工业

(石墨、钼材等)和配套元器件(电动机)等水平有待提高。所以在提高 6×105Pa 单室高压

真空护质量的同时，发展双室加压和高压气冷淬火炉比较符合我国的国情。
　　

.真空高压气冷等温淬火

　　形状复杂的较大工件从高温连续进行快速冷却时容易产生变形甚至裂纹。以往可用盐浴
等温淬火解决。在单室真空高压气冷淬火炉中能否进行气冷等温淬火呢

?图 1 为在带有对流

加热功能的单室高压气冷淬火炉中对两组

φ320mm×120mm 两块叠装的碳素结构钢用不同

冷却方式淬火后的对化结果。图中一组曲线是在

102O

℃加热后，在 6×105Pa 压力下连续用

高纯氮气冷却

(风向是上、下相互交替，40s 切换一次)的结果。另一组是对试样表面、心部进

行

370

℃时的控制冷却。从两组曲线的对比可以看出，心部温度通过 50O℃的时间(半冷时

间

)只差约 2min。从表面进行控制冷却开始到心部温度到达 370

℃附近，需 27min。由此可见，