background image

4)能够对应大范围的热处理条件(间歇淬火、等温淬火、部分热处理、短时间加热、冷却、复

杂的温度变化等)。

5)氧化脱碳少。

6)热处理温度、时间调整能够在短时间内完成,能够对应多品种、小批量。

7)设备费用比较便宜。

加热时间能够缩短的原因与盐浴热容量以及热传导度密切相关。图

1 示出?25mm 高速工具

钢淬火时的加热、冷却曲线。表面与中心部的温度差用预热(

900

℃)是 3min,而用本加热

1180

℃)只有 2min,内外温度差消失。通常,用真空炉等加热要求约 20-30min,其差明

显增大。钢的结晶粒度大小依赖于相变点正上方的奥氏体结晶粒度的大小,所以为了得到细

微的奥氏体结晶粒度,增加钢的加热速度与不使其上方升到淬火温度以上非常重要。而盐浴

热处理,由于浴液温度的均匀性高,能够在短时间内均匀加热

1:盐浴热处理中加热、冷却曲线参见原创。

真空炉等加热时,由于容易导致处理件产生不均匀加热,所以要增加时间,或者是提高淬

火温度,这就会引起奥氏体结晶粒度的粗大化,导致韧性降低。

由真空炉以及盐浴炉的奥氏体化时间比较结果可知,在

1000

℃时真空炉的奥氏体化时间是

盐浴炉的

4-5 倍,在 1200

℃时约为 9 倍。

另外,近来真空炉通过高压气体冷却的进步,有相当多的材料可以淬火。即使这样,气体冷

却与油冷、盐浴冷相比热传导差,冷却不如盐浴。

盐浴突出的优势是在高温区域具有强大的冷却能力。

高速工具钢是热处理极其敏感的材料,其原因是碳化物析出的温度在

1000-600

℃。如果碳

化物生成,材料的韧性降低,硬度也下降。因此,高速工具钢的热处理关键在于如何在这个

温度范围急速冷却。采用盐浴冷却时,

700

℃以上的冷却速度大,因此可以避免碳化物的析

出。另外,如果在马氏体生成的低温区域快速冷却,应变增大,所以也希望避免。与油淬火

相比,盐浴在

450

℃以下的冷却能力降低,这也是希望的。从这些性质来看,盐浴热处理是

最适合高速工具钢淬火的方法。

盐浴淬火时的冷却过程与油淬火的情况不同,没有蒸汽膜阶段和沸腾阶段,只有对流阶段。

因此,就没有蒸汽膜阶段冷却的迟滞时间带和沸腾阶段的急剧冷却现象。作为提高冷却能力

的方法,实施盐浴搅拌、添加水等,使其冷却能力上升,无论是淬火性差的钢种还是淬火性

好的钢种,都能够确保大型部件的热处理硬度,所以材料的适用范围扩大。从以上优点来看,

采用真空热处理的一部分材料将回归到盐浴热处理。