熱處理的工藝技術(shù)不斷發(fā)展更新,對加熱和冷卻技術(shù)進(jìn)行革新,發(fā)展至今,出現(xiàn)了真空熱處理,可控氣氛熱處理和形變熱處理等,以及創(chuàng)造新的表面熱處理工藝等。針對新工藝發(fā)展的方向,概括之,主要在“提高工件強(qiáng)度和韌性,增強(qiáng)抗疲勞和耐磨能力,進(jìn)一步減輕加熱中的氧化和脫碳,減少變形,進(jìn)一步節(jié)約能源,減低成本,提高效益,減少污染”等方面努力。真空淬火變形問題,人們普遍認(rèn)為淬火變形小是真空淬火的優(yōu)點(diǎn)之一,但在實(shí)際生產(chǎn)中并非如此。對于細(xì)長的桿和薄的圓形刀具,圓周360°冷卻真空爐淬火的變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽浴淬火。在真空爐中淬火時,氣體流向?qū)ぜ拇慊鹱冃尉哂兄匾饬x。氣體流向工件周圍,容易導(dǎo)致工件變形,上下方形冷卻氣體可均勻流經(jīng)垂直工件,變形較小。為避免工件淬火變形,原則上氣體應(yīng)均勻流經(jīng)工件,工件不得因自身重量或相互擠壓而變形。與常規(guī)熱處理相比,真空熱處理的同時,可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳。上海不銹鋼中性淬火加工
模具的高溫淬火和降溫淬火,一些熱作模具鋼,如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等,采用高于常規(guī)淬火溫度加熱淬火,可以減少鋼中碳化物的數(shù)量、改善其形態(tài)和分布,使固溶于奧氏體中碳的分布均勻化,淬火后可在鋼中獲得更多的板條馬氏體,提高其斷裂韌性和冷熱疲勞抗力,從而延長模具使用壽命。例如,3Cr2W8V鋼制的一種熱擠壓模具,常規(guī)淬火溫度為1080-1120℃,回火溫度為560-580℃。當(dāng)淬火溫度提高至1200℃,回火溫度為680℃(2次),模具壽命提高了數(shù)倍。W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼,可適當(dāng)降低其淬火溫度,以改善其塑韌性,減少脆性開裂傾向,從而提高模具壽命。例如,W6Mo5Cr4V2的淬火溫度可選用1140-1160℃。安徽工件真空硬化淬火行價真空淬火實(shí)際上就是一道淬火工藝,只是區(qū)別于傳統(tǒng)的零件在加熱過程中與空氣或鹽浴等介質(zhì)接觸。
滲碳后的幾種熱處理方法,滲碳只能改變零件表面的化學(xué)成分,要使零件獲得外硬內(nèi)韌的性能,滲碳熱處理后還必須進(jìn)行淬火加低溫回火,來改善鋼的強(qiáng)韌性和穩(wěn)定零件的尺寸。根據(jù)工件的成分、形狀和力學(xué)性能等,滲碳后常采用以下幾種熱處理方法。直接淬火+低溫回火,將零件自熱處理爐中取出直接淬火,然后回火以獲得表面所需的硬度。直接淬火的條件有兩點(diǎn):滲碳熱處理后奧氏體晶粒度在5-6級以上;滲碳層中無明顯的網(wǎng)狀和塊狀碳化物。20CrMnTi等鋼在滲碳后大多采用直接淬火。
具有脫氣作用,在真空度低于金屬或合金的相應(yīng)分解壓力時,其氧化物會發(fā)生分解,形成的游離氧并立即被排出真空室外,使工件內(nèi)部的質(zhì)量得到提高。鋼鐵零件的坯料在冶煉時會吸入大氣中的極少量的氫氣、氮?dú)?、一氧化碳等氣體,從而產(chǎn)生微小氣孔,易造成氫脆等缺陷。硬質(zhì)合金,在壓制時也會有空氣進(jìn)入。所以對于工模具鋼來說,通過真空技術(shù)可以將工件內(nèi)部的殘佘氣體抽掉,使組織得到純真。對于硬質(zhì)合金來說,通過真空處理同樣可以將工件內(nèi)部的殘余氣體抽掉。如湖南某硬質(zhì)合金廠用于鉆礦機(jī)械上的鑿巖工具的硬質(zhì)合金柱(片)的固溶處理,從1992年開始在衡陽紡機(jī)進(jìn)行真空處理,十幾年前該公司自己購買了北京機(jī)電所的真空爐,專門做真空固溶處理等的真空熱處理,經(jīng)真空固溶處理后的硬質(zhì)合金在服役時可以不易碎裂,從而提高了耐磨性和沖擊靭性,延長了使用壽命,在硬質(zhì)合金行業(yè)得到了推廣。真空熱處理可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脫脂除氣等作用。
W18Cr4V是一種高速工具鋼,它具有強(qiáng)度高、高抗壓性、高熱穩(wěn)定性、高硬度和高溫硬度等特點(diǎn),紅硬性很高,耐磨性較好,回火穩(wěn)定性好,淬硬深度也較大,因此它的承載能力居各種模具鋼的頭一位。然而,W18Cr4V鋼的韌性和切削加工性較差,淬火不變形性中等。此外,該鋼的成本較高,熱處理工藝較為復(fù)雜,淬火和回火后的零件變形比較難以控制。此外,該鋼脆性較大,容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象,主要原因是碳化物不均勻性較大。為了改善W18Cr4V鋼的性能,需要進(jìn)行球化退火處理,這對切削加工有利。對于返修工件,在第二次淬火之前也需要進(jìn)行球化退火,否則在第二次淬火加熱過程中,晶粒會過分長大,導(dǎo)致工件變脆。零件的淬火冷卻在真空爐內(nèi)進(jìn)行,淬火介質(zhì)主要是氣(如惰性氣體)、水和真空淬火油等。蘇州等溫真空硬化淬火過程
真空熱處理實(shí)際也屬于氣氛控制熱處理。上海不銹鋼中性淬火加工
低壓真空滲碳設(shè)備,真空滲碳也是滲碳的一種,只是設(shè)備的表現(xiàn)形式不同,當(dāng)然,工藝也有很大不同。真空滲碳按淬火方式不同,分真空滲碳油淬爐和真空滲碳?xì)獯銧t。從外觀上說真空滲碳油淬爐和真空油淬爐相似,真空滲碳?xì)獯銧t和真空高壓氣淬爐相似。在增加滲碳功能以后,多了供氣系統(tǒng),氣體流量控制系統(tǒng),滲碳壓力控制系統(tǒng)以及對加熱系統(tǒng)的更改,這些系統(tǒng)的增加和更改,大部分是在設(shè)備內(nèi)部,所以真空滲碳爐和真空爐的外形沒有太大的區(qū)別。真空滲碳爐的規(guī)格主要有644、755、966、1077、1288,以及更大的1500*1500*800mm等標(biāo)準(zhǔn)型號,對應(yīng)裝爐量150kg,300 kg,500 kg,750 kg,1000 kg,4000 kg?;旧弦噪p室油淬爐為基礎(chǔ)上都可以作為真空滲碳爐的生產(chǎn)平臺。低壓真空滲碳是在低于一個大氣壓條件下的氣體滲碳。滲碳的壓力一般在200-2000pa,實(shí)際應(yīng)用較多的是200-500pa。上海不銹鋼中性淬火加工