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真空热处理工艺制定原则

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真空热处理工艺制定原则

发布日期:2018-09-26 作者:admin 点击:

真空热处理设备始于20世纪20年代,但是其真正发展还是从20世纪六七十年代开始的,主要是因当时市场的需求及石墨技术的研究发展。

真空热处理的工作环境其实是

指低于一个标准大气压(1.013×105Pa),

包括低真空(105~102Pa)、

中真空(102~10-1Pa)、

高真空(10-1~10-5Pa)、

超高真空(<10-5Pa)。

真空热处理相对来说也是可控气氛热处理,只是其工作环境空气极其稀薄,工件在真空状态加热可以避免常规普通热处理的氧化、脱碳,避免氢脆,变形量相对较小,提高材料零部件的综合力学性能。经真空热处理后的部件寿命通常是普通热处理的寿命的几十倍,甚至几百倍。

制定真空热处理工艺的主要内容是:确定加热 制度(温度、时间及方式)决定真空度和气压调节, 选择冷却方式和介质等。

1、加热温度

真空加热有两大特点,一是在极稀薄的气氛中加热,避免了在空气中加热产生的氧化、脱碳、侵蚀等现象;另一特点是真空状态下的传热是单一辐射传热,其传热能力E与绝对温度T的四次方成正比, 即E=C(T/100)4。

由此可知,在真空状态下、尤其在低温阶段,升温缓慢,从而使工件表面与心部之间的温差减小热应力小,工件变形也小。加热温度的选取对工件质量至关重要,在制定工艺时,根据工件的技术要求、服役条件和性能要求,找出最佳的加热温度,在不影响性能且考虑减小变形的情况下,尽量选用下限温度。

2、保温时间 

保温时间的长短,取决于工件的尺寸形状及装炉量的多少。一般资料中介绍的传统加热保温时 T按下式确定:

T1=30+(1.5-2)D

T2=30+(1.0-1.5)D

T3=20+(0.25-0.5)D

式中:D为工件有效厚度(mm);

T1为第一次预热时间(min);

T2为第二次预热时间(min);

T3为最终保温时间(min)。

实际上,在一炉中往往同时装有若干形状尺寸不同的工件,这就需要进行综合考虑。我们按照工件的大小、形状、摆放方式及装炉量,确定保温时间,同时还考虑到,真空加热主要是靠高温辐射,低温加热时(600℃以下)工件温升非常缓慢此时在工件无特殊变形要求时,应使第一次预热和第二次预热的时间尽量缩短,并提高预热温度,因为低温保温时间再长,升温后工件心部要达到表面温度还是需要一定时间。


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