《热处理原理与工艺》 课件 10.4 真空热处理

真空热处理第十章其他热处理热处理原理与工艺◆钢的表面淬火◆钢的渗碳◆钢的渗氮◆真空热处理◆形变热处理◆离子化学热处理其他热处理真空热处理当金属的热处理过程是在真空中进行时就称为真空热处理。真空可以指压力小于正常一个大气压（负压）的任何气态空间。真空状态下负压的程度称为真空度。气压越低，真空度越高，反之，气压越高，真空度越低。根据真空度的大小，真空通常被分为:

低真空(10~10-2)×1333.3Pa、中真空(10-3~10-4)×1333.3Pa、

高真空(10-5~10-7)×1333.3Pa、超高真空＞10-8×1333.3Pa真空度还常用真空状态内水蒸气的露点来表示：真空热处理真空热处理几乎可实现全部热处理工艺，如淬火、退火、回火、渗碳、渗氮等，且在淬火工艺中可实现气淬、油淬、硝盐淬火、水淬等。优点：真空会对金属表面进行脱脂、分解金属表面氧化物、进行真空保护等，表面质量好，工作环境好，操作安全，没有污染和公害，其应用范围日益扩大；热效率高，可实现快速升温和降温，稳定性和重复性好。缺点：当真空度提高时，蒸气压高的金属（如Mn、Cr等）容易蒸发，损害钢材本身化学成分并污染其它金属表面，使零件之间或零件与料筐之间黏结，造成电气短路、材质改性等缺陷。此外，真空加热油淬会引起钢件渗碳，损害材料表面性能。真空热处理对于钢来说，真空退火的主要目的之一就是要求表面达到一定的光亮度。真空退火钢件的光亮度与真空度、退火温度和出炉温度有关。一、真空退火工具钢真空退火温度、真空度与光亮度的关系a）真空度2.7Pab）真空度2.7×10-2Pa真空热处理二、真空淬火

真空淬火加热主要靠辐射传热进行，在工件中引起的应力和变形与普通淬火相比要小。（1）真空气淬。气冷的冷速较小，价格较贵，有一定的应用。（2）真空油淬。真空油淬时，真空度越高，越有利于获得光亮表面，但会降低真空淬火油的冷却能力，因此，一般先在低压下加热，临淬火之前通入高纯度的保护气氛（惰性气体或氮气），增高压力再淬火。

★真空油淬时还应避免淬火油槽的油蒸气进入炉膛，以防发生爆炸。此外，真空容器内的通电导体在较高的电压下，会产生辉光放电现象，严重的会产生弧光放电，烧毁电热元件、隔热层等，造成重大事故和损失。真空热处理三、真空回火在真空中加热时，600℃以下升温相对缓慢，而回火温度大部分在此范围内，所以真空回火应在排气、升温后，立即通入惰性气体，利用惰性气体进行强制对流传热。真空热处理四、真空渗碳和常规气体渗碳相比，真空渗碳具有一系列优点，如在渗层中不会出现内氧化和反常组织等缺陷，工件表面光亮，渗速快，易于实现离子渗碳和高温渗碳。真空渗碳后再施行高压气淬，可有效减少渗碳淬火的钢件变形。真空渗碳的工艺曲线1—抽真空2—升温脱气3—均热4—渗碳及扩散5—淬火加热（细化晶粒）6―淬火冷却真空热处理五、真空渗氮

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向钢中渗入并扩散而实现硬化。

真空渗氮处理后，渗层中的化合物层是ε单相组织，没有其它脆性相，硬度高，韧性好，分布均匀，耐磨性高，抗摩擦烧伤、抗热咬合等性能都很优异，但这种化合物层易使锻模在锻造初期引起龟裂，在焊接修补时易生成针孔。

也可通过对送入炉内的含活化物质的复合