真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業(yè)相結(jié)合的綜合技術,是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下進行的,我國將真空劃分為低、中、高和超高真空。
?
目前大多數(shù)真空熱處理爐的工作真空度在1.33~1.33×10ˉ3Pa。
真空熱處理幾乎可實現(xiàn)全部熱處理工藝,如淬火、退火、回火、滲碳、氮化,在淬火工藝中可實現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等,還可以進行真空釬焊、燒結(jié)、表面處理等。
真空熱處理爐熱效率高,可實現(xiàn)快速升溫和降溫,可實現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脫脂除氣等作用,從而達到表面光亮凈化的效果。
一般來說,被處理的工件在爐內(nèi)加熱緩慢,內(nèi)熱溫差較小,熱應力小,因而變形小,產(chǎn)品合格率高,可降低成本,有除氣作用,從而提高了工作的機械性能和使用壽命。
工作環(huán)境好,操作安全,沒有污染和公害,被處理的工件沒有氫脆危險,對鈦材和難熔金屬殼防止表面氫脆,真空熱處理工藝的穩(wěn)定性和重復性好。
這一系列的優(yōu)點,開發(fā)真空熱處理設備和工藝被越來越重視和應用越來越廣。
一般金屬材料在空氣爐中加熱,由于空氣中存在氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氧化性氣體,這些氣體與金屬發(fā)生氧化作用易使被加熱的金屬表面產(chǎn)生氧化膜或氧化皮,完全失去原有的金屬光澤。
同時這些氣體還要與金屬中的碳發(fā)生反應,使其表面脫碳,如果爐中含有一氧化碳或甲烷氣體,還會使金屬表面增碳。
對于化學性質(zhì)非常活潑的Ti、Zr以及難溶金屬W、Mo、Nb、Ta等,在空氣爐中加熱,除了要生成氧化物、氫化物、氮化物外,還要吸收這些氣體并向金屬內(nèi)部擴散,使金屬材料的性能嚴重惡化。
這些氧化、脫碳、增碳、吸氣甚至產(chǎn)生腐蝕等弊病,在可控氣氛爐或鹽浴爐中加熱,有時也難以避免,為解決這一問題,通常的做法是在工件熱處理前留有加工余量,熱處理后在加工去掉氧化、脫碳層等。