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真空熱處理的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)

來(lái)源：知乎 | 發(fā)布時(shí)間：2020-08-03 |

      真空可以指壓力小于正常一個(gè)大氣壓（負(fù)壓）的任何氣態(tài)空間，當(dāng)金屬的熱處理過(guò)程是置于真空中進(jìn)行時(shí)，就稱(chēng)為真空熱處理，真空熱處理幾乎可實(shí)現(xiàn)全部熱處理工藝，如淬火、退火、回火、滲碳、滲鉻等;在淬火工藝中可實(shí)現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬、脫氣等，在通入適當(dāng)介質(zhì)后，也可以用于化學(xué)熱處理。

      真空狀態(tài)下負(fù)壓的程度稱(chēng)為真空度，真空度最常用的單位是Pa和托（Torr,1 Torr=133.3Pa）。氣壓越低，真空度超高;氣壓越高，真空度越低。根據(jù)真空度的大小，真空通常被分為低真空、中真空、高真空和超高真空四級(jí)。另外，真空度還常用真空狀態(tài)內(nèi)水蒸氣的露點(diǎn)表示。真空爐中的氣體包括殘留空氣、爐體及工件內(nèi)釋放的氣體;潤(rùn)滑油蒸發(fā)氣體和外界滲入氣體等，非常復(fù)雜，必須要用真空泵不停排氣以保證達(dá)到所需要的真空度。真空熱處理方法所得到的模具鋼料表面可以獲得一般熱處理所沒(méi)有的特殊效果，較傳統(tǒng)熱處理有更高的優(yōu)越性，但是在真空氣氛的熱處理過(guò)程中，工件以及模具鋼料不一定全部是有益的，下面德松模具鋼的小編來(lái)與大家分享一下真空熱處理的具體的好處和不好之處。

真空熱處理對(duì)模具鋼料和工件的好處：

① 脫脂

工件在熱處理之前，由于鋼料加工或壓力成型，往往在表面粘有油污。粘附在金屬表面的油脂、潤(rùn)滑劑等蒸氣壓較高，在真空加熱時(shí)，自行發(fā)揮或分解成水，氫氣和一氧化碳等氣體，并被真空泵抽走，與不同金屬表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，得到無(wú)氧化、無(wú)腐蝕的非常光潔的表面。不過(guò)，生產(chǎn)中工作一般仍要進(jìn)行預(yù)先脫脂處理，以減輕油污對(duì)于真空系統(tǒng)的污染。

② 除氣

金屬在熔煉時(shí)，液態(tài)金屬要吸收H2、O2、N2、CO等氣體，由于冷卻速度確認(rèn)太快，這些氣體留在固體金屬中，生成氣孔及白點(diǎn)等各種冶金缺陷，使材料的電阻、磁導(dǎo)率、硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性等性能受到影響，根據(jù)氣體在金屬中溶解度，與周?chē)h(huán)境的分壓平方根成正比的關(guān)系，分壓越小即真空度越高，越可減少氣體在金屬中的溶解度，釋放出來(lái)的氣體被真空泵抽走。

③ 分解

氧化物金屬表面的氧化膜、銹蝕、氧化物、氫化物在真空加熱時(shí)被還原、分解或揮發(fā)而消失，使金屬表面光潔。鋼件真空度達(dá)0.133~13.3Pa即可達(dá)到表面凈化效果。金屬表面凈化后，活性增強(qiáng)，有利于C、N、B等原子吸收，使得化學(xué)熱處理速度增快且成分均勻。當(dāng)真空度足夠，氧的分壓低于氧化物分解壓力時(shí)，可以使表面已經(jīng)形成的氧化物發(fā)生分解而被去除，獲得光亮的表面。

④ 表面保護(hù)

真空熱處理實(shí)質(zhì)上是在極稀薄的氣氛中進(jìn)行，爐內(nèi)殘存的微量氣體不足以被處理的金屬材料產(chǎn)生氧化脫碳、增碳等作用。使金屬材料表面的化學(xué)成分和原來(lái)的光亮度保持不變。

真空熱處理對(duì)模具鋼材和工件的不利現(xiàn)象：

① 合金元素的蒸發(fā)

各種金屬在不同溫度下有不同蒸氣壓，當(dāng)真空度提高，時(shí)，蒸氣壓高的金屬（Mn、Cr）容易蒸發(fā)，損害材料本身化學(xué)成分構(gòu)成并污染其它金屬表面，使零件之間或零件與料筐之間黏結(jié)，造成電氣短路，材質(zhì)改性等缺陷。對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)，真空熱處理時(shí)最容易蒸發(fā)的合金元素是Mn、Cr，而它們又是鋼中常用的金屬元素。通常零件應(yīng)先抽成真空，加熱至800℃以下;800℃以上應(yīng)通以惰性氣體，將真空度降低20~26.7Pa。

② 真空加熱油淬引起鋼件滲碳

鋼經(jīng)真空加熱油淬后會(huì)引起滲碳。如：30CrMrSiN2A鋼在真空度為10-2×1333.3Pa、加熱溫度為900℃情況下油淬就可發(fā)現(xiàn)有滲碳現(xiàn)象，這是由于在高溫真空加熱時(shí)對(duì)表面的凈化作用使得材料表面處于活性狀態(tài)，當(dāng)熾熱的工件與淬火油接觸時(shí)，在油蒸氣的包圍下引起滲碳過(guò)程。 一般來(lái)說(shuō)，這種鋼件滲碳對(duì)于材料表面性能是有害的。減輕真空油淬滲碳可采用推遲工件進(jìn)入油中的時(shí)間;淬火開(kāi)始階段使油上方保持低壓狀態(tài);工件浸入油中前稍稍氧化等。

③ 注意事項(xiàng)（保時(shí)熱處理）：


由于熱處理屬于高耗能加工類(lèi)型，用電量巨大，目前行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，很多企業(yè)為了吸引客戶(hù)，故意將價(jià)格調(diào)至極低，便于吸引客戶(hù)程，然后在熱處理加工時(shí)長(zhǎng)上進(jìn)行偷工減料，這樣對(duì)模具鋼料的危害性很大，會(huì)給模具和工件帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失。

來(lái)源：知乎網(wǎng)-德松模具鋼