真空熱處理原理和工藝
來源：成都新德南光機(jī)械設(shè)備有限公司 | 發(fā)布時(shí)間：2024-08-24 |
真空熱處理是一種在真空環(huán)境中進(jìn)行的金屬材料熱處理工藝，其主要目的是通過受控條件下的加熱和冷卻來改變材料的物理和化學(xué)性質(zhì)，從而提高材料的性能。
真空熱處理工藝有真空退火、正火、時(shí)效、調(diào)質(zhì)等。
真空退火和正火
真空退火和正火用于經(jīng)過熱加工的毛坯。
含碳量大于0.5%的碳鋼和合金鋼，為降低其硬度易于切削，常采用真空退火處理；含碳量低于0.5%的碳鋼和合金鋼，為避免其硬度過低切削時(shí)粘刀，而采用正火處理。真空退火和正火尚能細(xì)化晶粒、均勻組織，為以后的真空熱處理作準(zhǔn)備。真空退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前進(jìn)行。
時(shí)效處理
時(shí)效處理主要用于消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
為避免過多運(yùn)輸工作量，對于一般精度的零件，在精加工前安排一次時(shí)效處理即可。但精度要求較高的零件（如座標(biāo)鏜床的箱體等），應(yīng)安排兩次或數(shù)次時(shí)效處理工序。簡單零件一般可不進(jìn)行時(shí)效處理。
除鑄件外，對于一些剛性較差的精密零件（如精密絲杠），為消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之間安排多次時(shí)效處理。有些軸類零件加工，在校直工序后也要安排時(shí)效處理。
調(diào)質(zhì)
調(diào)質(zhì)即是在真空淬火后進(jìn)行高溫真空回火處理，它能獲得均勻細(xì)致的真空回火索氏體組織，為以后的表面真空淬火和滲氮處理時(shí)減少變形作準(zhǔn)備，因此調(diào)質(zhì)也可作為預(yù)備真空熱處理。由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合力學(xué)性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終真空熱處理工序。
真空熱處理工藝
真空淬火
真空淬火有表面真空淬火和整體真空淬火。其中表面真空淬火因?yàn)樽冃巍⒀趸懊撎驾^小而應(yīng)用較廣，而且表面真空淬火還具有外部強(qiáng)度高、耐磨性好，而內(nèi)部保持良好的韌性、抗沖擊力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。為提高表面真空淬火零件的機(jī)械性能，常需進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火等真空熱處理作為預(yù)備真空熱處理。其一般工藝路線為：下料→鍛造→正火（真空退火）→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面真空淬火→精加工。
真空滲碳淬火
真空滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼，先提高零件表層的含碳量，經(jīng)真空淬火后使表層獲得高的硬度，而心部仍保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時(shí)對不滲碳部分要采取防滲措施（鍍銅或鍍防滲材料）。由于滲碳真空淬火變形大，且滲碳深度一般在0.5~2mm之間，所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。
其工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗、半精加工→真空滲碳淬火→精加工。當(dāng)局部滲碳零件的不滲碳部分采用加大余量后，切除多余的滲碳層的工藝方案時(shí)，切除多余滲碳層的工序應(yīng)安排在滲碳后，真空淬火前進(jìn)行。
真空滲氮
滲氮是使氮原子滲入金屬表面獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。由于滲氮處理溫度較低、變形小、且滲氮層較薄（一般不超過0.6~0.7mm），滲氮工序應(yīng)盡量靠后安排，為減小滲氮時(shí)的變形，在切削后一般需進(jìn)行消除應(yīng)力的高溫真空回火。
