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1、調(diào)質(zhì)鋼真空熱處理的發(fā)展前景中國長城鋁業(yè)公司建設(shè)公司魏克領(lǐng)摘要本文從高壓氣淬、低壓滲碳、對(duì)流加熱等調(diào)質(zhì)鋼真空熱處理發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn)著手，簡(jiǎn)要介紹了調(diào)質(zhì)鋼真空熱處理的技術(shù)要點(diǎn)及以后的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：調(diào)質(zhì)鋼高壓氣淬低壓滲碳對(duì)流加熱真空熱處理調(diào)質(zhì)鋼廣泛用于連桿、齒輪、軸類、連接件及傳動(dòng)件等許多機(jī)器零件，工作時(shí)承受較大扭距和彎距，甚至還受到一定的沖擊載荷，要求具有很好的綜合機(jī)械性能，既要有高的強(qiáng)度，有要有足夠的韌性。為了保證調(diào)質(zhì)鋼具備以上很好的綜合機(jī)械性能，必須對(duì)調(diào)質(zhì)鋼進(jìn)行熱處理，調(diào)質(zhì)鋼熱處理的方法很多，本文針對(duì)調(diào)質(zhì)鋼真空熱處理做一下簡(jiǎn)要介紹。真空熱處理是指金屬
2、制件在真空或先抽真空后通惰性氣體條件下加熱，然后在油或氣體中淬火冷卻的技術(shù)。由于真空熱處理時(shí)，工件基本不氧化，鋼件不脫碳，采用通氣對(duì)流加熱方式還可使加熱均勻，減少表面和心部的溫差，從而也減少畸變。目前它已成為優(yōu)質(zhì)工模具不可或缺和首選的熱處理工藝。更為可貴的是，真空熱處理在生產(chǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染環(huán)境的物質(zhì)，從而被大家公認(rèn)屬于清潔生產(chǎn)技術(shù)范疇?？梢院敛豢鋸埖卣f，真空熱處理已成為當(dāng)前先進(jìn)熱處理生產(chǎn)技術(shù)的主要標(biāo)志。當(dāng)前真空熱處理發(fā)展的主要技術(shù)特點(diǎn)是對(duì)流加熱、高壓氣淬、低壓滲碳、離子滲碳、乙炔滲碳等諸方面。為了使熱處理同行在生產(chǎn)技術(shù)改造中能正確了解和掌播真空
3、熱處理的發(fā)展趨勢(shì)，從而能適當(dāng)選擇、加以推廣應(yīng)用。下面就這些技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)分別加以介紹，以饗讀者。1.高壓氣淬技術(shù)???高速鋼和高碳高合金模具鋼、工模具經(jīng)過真空加熱油中淬火后，在刃部和薄壁部分表面會(huì)出現(xiàn)由合金碳化物構(gòu)成的高硬度白亮層，脆性很大，服役時(shí)易崩刃，造成早期失效。高速鋼的熔點(diǎn)較低，淬火加熱的奧氏體化溫度接近熔點(diǎn)，在真空中加熱時(shí)，表面得到很大程度的凈化，使表層原子保持較高的活性，而在處于一定真空度下的油中淬火冷卻時(shí)，工模具在油氣膜的瞬間表面也會(huì)增碳，從而進(jìn)一步降低熔點(diǎn)，以致表面局部出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，所以高碳高合金工模具鋼真空加熱后在油中淬火是不可行的。
4、???高碳、高合金工模具鋼真空加熱奧氏體化后在惰性、中性或還原性氣體中淬火冷卻是惰性。中性或還原性氣體中淬火冷卻是保證質(zhì)量的唯一可行途徑。但是負(fù)壓和常壓下的氣冷不能使大型工件或批量爐料都獲得好的淬硬效果。一則氣體本身也需要冷卻，二則在有限體積條件下要增加氣體的冷卻能力，只有靠增加冷卻氣體的量，即提高冷卻氣體的壓力來實(shí)現(xiàn)。???1975年開發(fā)出了第一臺(tái)0.2MPa的氣淬爐，而第一臺(tái)0.5MPa氣淬爐是1977年開發(fā)出的。???BerndEdenhofer對(duì)各種液體和不同壓力下的各種氣體淬冷介質(zhì)的導(dǎo)熱能力進(jìn)行了定量的比較?？梢钥闯?，隨著氣體壓力的提高，其導(dǎo)
5、熱能力逐步增加。常用的各種冷卻氣體的導(dǎo)熱能力有很大差別，在N2、H2、He和Ar4種氣體中以HZ的冷卻能力最強(qiáng)，?He次之，?N2第三;Ar最差。N2的冷卻能力雖然較差，但其價(jià)格最低，且安全，故使用最廣。2MPa以上壓力以用He居多，但He很貴，每次淬火后必須考慮回收。???在爐中施行單件加熱和淬冷時(shí)，0．6MPa的N2即可達(dá)到油在攪拌狀態(tài)下的冷卻能力；0．6MPa的He可達(dá)到聚合物淬火介質(zhì)，甚至水的冷卻能力；0．6MPa的H2可完全達(dá)到水的冷卻能力。而整批裝料時(shí)，1MPa的N2也達(dá)不到熔鹽的冷卻能力；2MPa的He也只能達(dá)到油冷卻能力的下限；而2～4
6、MPa的HZ的冷卻能力可完全包容油冷能力的范圍。氣冷淬火，包括高壓氣冷淬火的另一最大優(yōu)點(diǎn)是工件的淬火畸變很小，開裂傾向也小。在氣冷淬火時(shí)，適當(dāng)控制氣體溫度還可得到等溫或分級(jí)淬火效果，從而進(jìn)一步減少畸變。???可改變氣流方向的真空高壓氣淬爐早在20世紀(jì)80年代初即已開發(fā)。而氣流方向可在上下、前后變化的垂直氣流通過整裝爐料的高壓氣沙方式直到3年前才出現(xiàn)?？刻岣邭怏w壓力和采用He、H2高熱導(dǎo)率氣體冷卻可以提高單室氣淬爐的淬冷能力，但也會(huì)提高生產(chǎn)成本。改善爐子結(jié)構(gòu)，使氣流通道通暢，減少阻力，采用新開發(fā)的強(qiáng)力風(fēng)扇，使用提高熱交換面積50％的新式水冷熱交換器等措施
7、不會(huì)使單室爐的投資明顯增加，但卻能提高其淬火冷卻能力30％。經(jīng)過如此改進(jìn)的單室爐仍然難于和油淬爐相比，而針對(duì)既定材料和已知截面尺寸的零件已足以使工件淬硬，但舊式一般單室爐卻難以達(dá)到。雙室高壓氣淬爐相對(duì)于單室爐在冷卻效果上具有無可置疑的優(yōu)越性。工件在加熱室被加熱奧氏體化以后轉(zhuǎn)移到冷的爐腔再進(jìn)行氣體冷卻，可以使需冷卻的物料質(zhì)量減少50％，由于冷態(tài)爐腔截面有可能進(jìn)一步縮小，就使氣體的流速加大。在單室爐的熱態(tài)爐腔中氣冷，氣體本身濕度可達(dá)200～250℃，而在冷護(hù)腔中冷卻時(shí)，氣體溫度則只有50℃，另外在工件和氣體間的懸殊溫差也會(huì)導(dǎo)致爐子冷卻能力顯著增加。???經(jīng)
8、過如此改進(jìn)的在雙室爐的冷腔中氣淬可以使?fàn)t子的綜合冷卻能力比單室護(hù)提高60％一80％。???多層
