零件经真空热处理后,畸变小,质量高,且工艺本身操作灵活,无公害。因此真空热处理不仅是某些特殊合金热处理的必要手段,而且在一般工程用钢的热处理中也获得应用,特别是工具、模具和精密耦件等,经真空热处理后使用寿命较一般热处理有较大的提高。
例如某些模具经真空热处理后,其寿命比原来盐浴处理的高40~400%,而有许多工具的寿命可提高3~4倍左右。此外,真空加热炉可在较高温度下工作,且工件可以保持洁净的表面,因而能加速化学热处理的吸附和反应过程。因此,某些化学热处理,如渗碳、渗氮、渗铬、渗硼,以及多元共渗都能得到更快、更好的效果。
随着电真空技术的发展,出现了真空热处理工艺,当时还仅用于退火和脱气。由于设备的限制,这种工艺较长时间未能获得大的进展。60~70年代,陆续研制成功气冷式真空热处理炉、冷壁真空油淬炉和真空加热高压气淬炉等,使真空热处理工艺得到了新的发展。在真空中进行渗碳,在真空中等离子场的作用下进行渗碳、渗氮或渗其他元素的技术进展,又使真空热处理进一步扩大了应用范围。
金属热处理是将工件加热至预定温度并保持一些时刻后缓慢冷却。其主要作用是:
1、在铸件、锻压、轧制、焊接等工艺中,上升或消掉钢铁在出产、锻压、轧制、焊接中发生的各种组织缺陷和剩余应力。
2、柔软工件才能进行切割。
3、细化晶粒,完善组织,上升工件机械功能。
4、为这以后的热处理(调质、调质)做准备。
金属热处理中的过烧现象:
加热温度过高,不但引起奥氏体晶粒粗大,并且晶界部分呈现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后功能严峻恶化,淬火时构成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。
金属热处理中的脱碳和氧化现象:
钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后外表硬度、疲劳强度及耐磨性降低,并且外表构成剩余拉应力易构成外表网状裂纹。
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近的平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为热处理。