在单室真空高压气淬火炉进行等温气冷淬火是可行的。
　　

.真空渗氮技术

　　真空渗氮是使用真空炉对钢铁零件进行整体加热、充入少量气体，在低压状态下产生活
性氮原子渗入并向钢中扩散而实现硬化的

;而离子渗氮是靠晖光放电产生的活性 N 离子轰击

并仅加热钢铁零件表面，发生化学反应生成核化物实现硬化的。
　　真空渗氛时，将真空炉排气至较高真空度

0.133Pa(1×10-3Torr)后，将工件升至，530～

560

℃，同时送入以氨气为主的，含有活性物质的多种复合气体，并对各种气体的送入量

进行精确控制，炉压控制在

0.667Pa(5Torr)，保温 3～5h 后，用炉内惰性气体进行快速冷却。

不同的材质，经此处理后可得到渗层深为

20～80μm、硬度为 600～1500HV 的硬化层。

　　真空渗氮有人称为真空排气式氮碳共渗，其特点是通过真空技术，使金属表面活性化
和清净化。在加热、保温、冷却的整个热处理过程中，不纯的微量气体被排出，含活性物质的
纯净复合气体被送入，使表面层相结构的调整和控制、质量的改善、效率的提高成为可能。经
X 射线衍射分析证实，真空渗氮处理后，渗层中的化合物层是 ε 单相组织，没有其他脆性
相

(如 Fe3C、Fe3O4)存在，所以硬度高，韧性好，分布也好。“白层”单相 ε 化合物层可达到的

硬度和材质成分有关。材质中含

Cr 量越高，硬度也呈增加趋势。Cr13%时，硬度可达到

1200HV;含 Cr18%(质量分数，余同)时，硬度可达 1500HV;含 Cr25%时，硬度可达 1700HV。
无脆性相的单相

ε 化合物层的耐磨性比气体氮碳共渗组织的耐磨性高，抗摩擦烧伤、抗热胶

合、抗熔敷、抗熔损性能都很优异。但该

“白层”的存在对有些模具和零件也有不利之处，易使

锻模在锻造初期引起龟裂，焊接修补时易生成针孔。真空渗氮还有一个优点，就是通过对送
入炉内的含活化物质的复合气体的种类和量的控制，可以得到几乎没有化合物层

(白层)，

而只有扩散层的组织。其原因可能是在真空炉排气至

0.l33Pa(1×10-3Torr)后形成的，另一个

原因是带有活性物质的复合气体在短时间内向钢中扩散形成的组织。这种组织的优点是耐热
冲击性、抗龟裂性能优异。因而对实施高温回火的热作模具，如用高速钢或

4Cr4MoSiV(H13)

钢制模具可以得到表面硬度高、耐磨性好、耐热冲击性好、抗龟裂而又有韧性的综合性能

;但

仅有扩散层组织时，模具的抗咬合性、耐熔敷、熔损性能不够好。由于模具或机械零件的服役
条件和对性能的要求不一，在进行表面热处理时，必需调整表面层的组织和性能。真空渗氮
除应用于工模具外，对提高精密齿轮和要求耐磨耐蚀的机械零件以及弹簧等的性能都有明
显效果，可接受处理的材质也比较广泛。
　　

.真空清洗与干燥技术

　　目前有的热处理还离不开清洗干燥工序，尤其需油冷的各类热处理，清洗干燥的任务
更繁重、难度也更大。国际上使用效果最佳的清洗剂是卤素系清洗剂。发达国家，如日本使用
的卤素系清洗剂的比例如表

1 所示。其中三氯乙烷、氟里昂因属破坏大气臭氧层物质，已被

禁止使用。其他卤素系物质也因对生态环境、人、畜有害而被限制使用。所以各国都在研究各
种替代型的清洗干燥技术。
　　真空水系清洗干燥技术是替代技术中发展的主流，其原理是水蒸气蒸馏和真空蒸馏。所
谓水蒸气蒸馏是指一边向带有不溶于水的油类等物质的工件上吹水蒸气，一边加热，是把
油分等挥发成分和水一齐蒸馏出的方法。应用该法时，油等挥发成分的蒸气随水蒸气同时发
生，所以油分的沸点被降低。这就是用共沸的方法使油分和填加剂形成低沸点物质，使在回
火温度以下的较低温度的洗净成为可能。所谓真空蒸馏是因为，在常压下进行水蒸气蒸馏时，
油分的蒸汽压很低，伴随水蒸气而挥发的油分量很少。如果在真空状态下进行蒸气蒸馏，油
分的沸点会被进一步降低。同时利用水蒸气蒸馏和真空蒸馏，就可将高沸点热处理淬火油在
回火温度下被清洗并干燥了。这种方法适合在大、中型企业和大批量生产的流水线上使用，
效率比较高。缺点是清洗液的回收和处理及循环使用的成本高。

真空油系清洗干燥技术，是指用蒸汽压比较高的轻质溶剂油去溶解和洗净工件上附着