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真空熱處理工藝制定原則

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真空熱處理工藝制定原則

發布日期:2018-09-26 作者:admin 點擊:

真空熱處理設備始于20世紀20年代,但是其真正發展還是從20世紀六七十年代開始的,主要是因當時市場的需求及石墨技術的研究發展。

真空熱處理的工作環境其實是

指低于一個标準大氣壓(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)。

真空熱處理相對來說也是可控氣氛熱處理,隻是其工作環境空氣極其稀薄,工件在真空狀态加熱可以避免常規普通熱處理的氧化、脫碳,避免氫脆,變形量相對較小,提高材料零部件的綜合力學性能。經真空熱處理後的部件壽命通常是普通熱處理的壽命的幾十倍,甚至幾百倍。

制定真空熱處理工藝的主要内容是:确定加熱 制度(溫度、時間及方式)決定真空度和氣壓調節, 選擇冷卻方式和介質等。

1、加熱溫度

真空加熱有兩大特點,一是在極稀薄的氣氛中加熱,避免了在空氣中加熱産生的氧化、脫碳、侵蝕等現象;另一特點是真空狀态下的傳熱是單一輻射傳熱,其傳熱能力E與絕對溫度T的四次方成正比, 即E=C(T/100)4。

由此可知,在真空狀态下、尤其在低溫階段,升溫緩慢,從而使工件表面與心部之間的溫差減小熱應力小,工件變形也小。加熱溫度的選取對工件質量至關重要,在制定工藝時,根據工件的技術要求、服役條件和性能要求,找出最佳的加熱溫度,在不影響性能且考慮減小變形的情況下,盡量選用下限溫度。

2、保溫時間 

保溫時間的長短,取決于工件的尺寸形狀及裝爐量的多少。一般資料中介紹的傳統加熱保溫時 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為工件有效厚度(mm);

T1為第一次預熱時間(min);

T2為第二次預熱時間(min);

T3為最終保溫時間(min)。

實際上,在一爐中往往同時裝有若幹形狀尺寸不同的工件,這就需要進行綜合考慮。我們按照工件的大小、形狀、擺放方式及裝爐量,确定保溫時間,同時還考慮到,真空加熱主要是靠高溫輻射,低溫加熱時(600℃以下)工件溫升非常緩慢此時在工件無特殊變形要求時,應使第一次預熱和第二次預熱的時間盡量縮短,并提高預熱溫度,因為低溫保溫時間再長,升溫後工件心部要達到表面溫度還是需要一定時間。


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