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好品質(zhì)·鼎言造
高頻淬火與真空淬火有什么不同
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作者:鼎言熱處理
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發(fā)布時(shí)間: 2019-09-18
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真空熱處理是將金屬工件在 1個(gè)大氣壓以下(即負(fù)壓下)加熱的金屬熱處理工藝。 20世紀(jì)20年代末，隨著電真空技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了真空熱處理工藝，當(dāng)時(shí)還僅用于退火和脫氣。由于設(shè)備的限制，這種工藝較長(zhǎng)時(shí)間未能獲得大的進(jìn)展。60～70年代，陸續(xù)研制成功氣冷式真空熱處理爐、冷壁真空油淬爐和真空加熱高壓氣淬爐等，使真空熱處理工藝得到了新的發(fā)展。在真空中進(jìn)行滲碳，在真空中等離子場(chǎng)的作用下進(jìn)行滲碳、滲氮或滲其他元素的技術(shù)進(jìn)展，又使真空熱處理進(jìn)一步擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
編輯本段模具的真空熱處理工藝
編輯本段模具的真空熱處理工藝
高頻淬火
如用高速鋼或4Cr4MoSiV（H13）鋼制模具可以得到表面硬度高、耐磨性好、耐熱沖擊性好、抗龜裂而又有韌性的綜合性能；但僅有擴(kuò)散層組織時(shí)，模具的抗咬合性、耐熔敷、熔損性能不夠好。由于模具或機(jī)械零件的服役條件和對(duì)性能的要求不一，在進(jìn)行表面熱處理時(shí)，必需調(diào)整表面層的組織和性能。真空滲氮除應(yīng)用于工模具外，對(duì)提高精密齒輪和要求耐磨耐蝕的機(jī)械零件以及彈簧等的性能都有明顯效果，可接受處理的材質(zhì)也比較廣泛。
真空清洗與干燥技術(shù)
目前有的熱處理還離不開(kāi)清洗干燥工序，尤其需油冷的各類熱處理，清洗干燥的任務(wù)更繁重、難度也更大。國(guó)際上使用效果最佳的清洗劑是鹵素系清洗劑。發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本使用的鹵素系清洗劑的比例如表1所示。其中三氯乙烷、氟里昂因?qū)倨茐拇髿獬粞鯇游镔|(zhì)，已被禁止使用。其他鹵素系物質(zhì)也因?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境、人、畜有害而被限制使用。所以各國(guó)都在研究各種替代型的清洗干燥技術(shù)。
編輯本段歷史起源
真空熱處理是將金屬工件在 1個(gè)大氣壓以下(即負(fù)壓下)加熱的金屬熱處理工藝。 20世紀(jì)20年代末，隨著電真空技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了真空熱處理工藝，當(dāng)時(shí)還僅用于退火和脫氣。由于設(shè)備的限制，這種工藝較長(zhǎng)時(shí)間未能獲得大的進(jìn)展。60～70年代，陸續(xù)研制成功氣冷式真空熱處理爐、冷壁真空油淬爐和真空加熱高壓氣淬爐等，使真空熱處理工藝得到了新的發(fā)展。在真空中進(jìn)行滲碳，在真空中等離子場(chǎng)的作用下進(jìn)行滲碳、滲氮或滲其他元素的技術(shù)進(jìn)展，又使真空熱處理進(jìn)一步擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
編輯本段模具的真空熱處理工藝
熱處理的發(fā)展是伴隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，機(jī)械制造又對(duì)熱處理提出了更新更高的要求，模具的熱處理又是熱處理中技術(shù)含量最高的部分。 眾所周知，模具熱處理就是為了發(fā)揮模具材料的潛力，提高模具的使用性能。模具的性能必須滿足：高的強(qiáng)度，(包括高溫強(qiáng)度，抗冷熱疲勞性能)高的硬度(耐磨性能)和高的韌性，并且還要求有良好的機(jī)械加工性、(包括良好的拋光性)可焊接性及抗腐蝕性等等。 對(duì)模具壽命影響最大的是模具的設(shè)計(jì)(包括了正確的選擇材料)模具的材料，模具的熱處理，模具的使用和維護(hù)等。如果模具的設(shè)計(jì)合理，材料優(yōu)質(zhì)，那么熱處理的好壞直接決定了模具的使用壽命。目前國(guó)內(nèi)外都在設(shè)法采用更先進(jìn)的熱處理手段來(lái)提高模具的性能延長(zhǎng)模具的使用壽命。而真空熱處理則是模具熱處理中較先進(jìn)的方式之一。所以從模具熱處理來(lái)看，熱處理加工設(shè)備的狀態(tài)、熱處理的工藝、生產(chǎn)過(guò)程的控制顯得尤為重要。而設(shè)備的先進(jìn)性是保證先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)的前提。真空高壓氣淬爐是實(shí)現(xiàn)真空熱處理最為理想的設(shè)備。真空爐具有不脫碳，不氧化的效果，具有溫度均勻，加熱和冷卻速度可控，可以實(shí)現(xiàn)不同的工藝過(guò)程，真空爐由于沒(méi)有污染，是國(guó)際上公認(rèn)的“綠色熱處理”?，F(xiàn)在國(guó)際上已有2-20bar的真空高壓氣淬爐，可以完全滿足模具的真空熱處理的要求。 模具熱處理過(guò)程中，所采用的工藝參數(shù)對(duì)模具性能也有著至關(guān)重要的影響：它包括了加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間、冷卻方式、冷卻速度等。正確的熱處理工藝參數(shù)可以保證模具獲得最佳性能，反之，將產(chǎn)生不良甚至嚴(yán)重后果。實(shí)踐表明，正確的熱處理工藝可以獲得優(yōu)良的組織，優(yōu)良的組織形態(tài)才能保證優(yōu)良的機(jī)械性能。合適的工藝方法可以有效的控制模具熱處理時(shí)的變形和開(kāi)裂。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：模具在加熱和冷卻過(guò)程中，模具表面溫度和心部溫度的差異(加熱的不均勻性和冷卻的不均勻性)是造成模具變形的主要因素。(真空爐具有控制加熱速度和冷卻速度的能力)。不同的工藝方法可以使模具滿足不同的使用條件和不同的性能要求。 從模具的使用壽命來(lái)看，滿足硬度的要求只是達(dá)到模具技術(shù)要求的一個(gè)方面，它還有些性能要求是不好測(cè)量的，如強(qiáng)度韌性等等。模具質(zhì)量的好壞并不能完全用硬度指標(biāo)來(lái)進(jìn)行認(rèn)定，它不可能用硬度測(cè)量方法最終來(lái)檢驗(yàn)出模具的使用壽命，熱處理作為特殊工序(即特殊過(guò)程)，它只能通過(guò)工藝驗(yàn)證，性能實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)合理的工藝參數(shù)，并嚴(yán)格實(shí)施經(jīng)確認(rèn)的工藝參數(shù)(工序過(guò)程控制)來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。大量數(shù)據(jù)表明，真空熱處理加工的冷沖模具變形較小、很少發(fā)生線切割開(kāi)裂、磨裂的現(xiàn)象。壓鑄模采用先進(jìn)的工藝方法，在一定程度上減少模具的龜裂以及使用中粘模的現(xiàn)象。 總而言之，真空高壓氣淬工藝具有加熱和冷卻速度自由控制的優(yōu)點(diǎn)，可以編制不同的工藝參數(shù)，得到預(yù)想的金相組織和性能。
技術(shù)的應(yīng)用
零件經(jīng)真空熱處理后，畸變小，質(zhì)量高，且工藝本身操作靈活，無(wú)公害。因此真空熱處理不僅是某些特殊合金熱處理的必要手段，而且在一般工程用鋼的熱處理中也獲得應(yīng)用，特別是工具、模具和精密耦件等，經(jīng)真空熱處理后使用壽命較一般熱處理有較大的提高。例如某些模具經(jīng)真空熱處理后，其壽命比原來(lái)鹽浴處理的高40～400％，而有許多工具的壽命可提高3～4倍左右。此外，真空加熱爐可在較高溫度下工作，且工件可以保持潔凈的表面，因而能加速化學(xué)熱處理的吸附和反應(yīng)過(guò)程。因此，某些化學(xué)熱處理，如滲碳、滲氮、滲鉻、滲硼，以及多元共滲都能得到更快、更好的效果。
如用高速鋼或4Cr4MoSiV（H13）鋼制模具可以得到表面硬度高、耐磨性好、耐熱沖擊性好、抗龜裂而又有韌性的綜合性能；但僅有擴(kuò)散層組織時(shí)，模具的抗咬合性、耐熔敷、熔損性能不夠好。由于模具或機(jī)械零件的服役條件和對(duì)性能的要求不一，在進(jìn)行表面熱處理時(shí)，必需調(diào)整表面層的組織和性能。真空滲氮除應(yīng)用于工模具外，對(duì)提高精密齒輪和要求耐磨耐蝕的機(jī)械零件以及彈簧等的性能都有明顯效果，可接受處理的材質(zhì)也比較廣泛。
真空清洗與干燥技術(shù)
目前有的熱處理還離不開(kāi)清洗干燥工序，尤其需油冷的各類熱處理，清洗干燥的任務(wù)更繁重、難度也更大。國(guó)際上使用效果最佳的清洗劑是鹵素系清洗劑。發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本使用的鹵素系清洗劑的比例如表1所示。其中三氯乙烷、氟里昂因?qū)倨茐拇髿獬粞鯇游镔|(zhì)，已被禁止使用。其他鹵素系物質(zhì)也因?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境、人、畜有害而被限制使用。所以各國(guó)都在研究各種替代型的清洗干燥技術(shù)。
編輯本段歷史起源
真空熱處理是將金屬工件在 1個(gè)大氣壓以下(即負(fù)壓下)加熱的金屬熱處理工藝。 20世紀(jì)20年代末，隨著電真空技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了真空熱處理工藝，當(dāng)時(shí)還僅用于退火和脫氣。由于設(shè)備的限制，這種工藝較長(zhǎng)時(shí)間未能獲得大的進(jìn)展。60～70年代，陸續(xù)研制成功氣冷式真空熱處理爐、冷壁真空油淬爐和真空加熱高壓氣淬爐等，使真空熱處理工藝得到了新的發(fā)展。在真空中進(jìn)行滲碳，在真空中等離子場(chǎng)的作用下進(jìn)行滲碳、滲氮或滲其他元素的技術(shù)進(jìn)展，又使真空熱處理進(jìn)一步擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
編輯本段模具的真空熱處理工藝
熱處理的發(fā)展是伴隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，機(jī)械制造又對(duì)熱處理提出了更新更高的要求，模具的熱處理又是熱處理中技術(shù)含量最高的部分。 眾所周知，模具熱處理就是為了發(fā)揮模具材料的潛力，提高模具的使用性能。模具的性能必須滿足：高的強(qiáng)度，(包括高溫強(qiáng)度，抗冷熱疲勞性能)高的硬度(耐磨性能)和高的韌性，并且還要求有良好的機(jī)械加工性、(包括良好的拋光性)可焊接性及抗腐蝕性等等。 對(duì)模具壽命影響最大的是模具的設(shè)計(jì)(包括了正確的選擇材料)模具的材料，模具的熱處理，模具的使用和維護(hù)等。如果模具的設(shè)計(jì)合理，材料優(yōu)質(zhì)，那么熱處理的好壞直接決定了模具的使用壽命。目前國(guó)內(nèi)外都在設(shè)法采用更先進(jìn)的熱處理手段來(lái)提高模具的性能延長(zhǎng)模具的使用壽命。而真空熱處理則是模具熱處理中較先進(jìn)的方式之一。所以從模具熱處理來(lái)看，熱處理加工設(shè)備的狀態(tài)、熱處理的工藝、生產(chǎn)過(guò)程的控制顯得尤為重要。而設(shè)備的先進(jìn)性是保證先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)的前提。真空高壓氣淬爐是實(shí)現(xiàn)真空熱處理最為理想的設(shè)備。真空爐具有不脫碳，不氧化的效果，具有溫度均勻，加熱和冷卻速度可控，可以實(shí)現(xiàn)不同的工藝過(guò)程，真空爐由于沒(méi)有污染，是國(guó)際上公認(rèn)的“綠色熱處理”?，F(xiàn)在國(guó)際上已有2-20bar的真空高壓氣淬爐，可以完全滿足模具的真空熱處理的要求。 模具熱處理過(guò)程中，所采用的工藝參數(shù)對(duì)模具性能也有著至關(guān)重要的影響：它包括了加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間、冷卻方式、冷卻速度等。正確的熱處理工藝參數(shù)可以保證模具獲得最佳性能，反之，將產(chǎn)生不良甚至嚴(yán)重后果。實(shí)踐表明，正確的熱處理工藝可以獲得優(yōu)良的組織，優(yōu)良的組織形態(tài)才能保證優(yōu)良的機(jī)械性能。合適的工藝方法可以有效的控制模具熱處理時(shí)的變形和開(kāi)裂。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：模具在加熱和冷卻過(guò)程中，模具表面溫度和心部溫度的差異(加熱的不均勻性和冷卻的不均勻性)是造成模具變形的主要因素。(真空爐具有控制加熱速度和冷卻速度的能力)。不同的工藝方法可以使模具滿足不同的使用條件和不同的性能要求。 從模具的使用壽命來(lái)看，滿足硬度的要求只是達(dá)到模具技術(shù)要求的一個(gè)方面，它還有些性能要求是不好測(cè)量的，如強(qiáng)度韌性等等。模具質(zhì)量的好壞并不能完全用硬度指標(biāo)來(lái)進(jìn)行認(rèn)定，它不可能用硬度測(cè)量方法最終來(lái)檢驗(yàn)出模具的使用壽命，熱處理作為特殊工序(即特殊過(guò)程)，它只能通過(guò)工藝驗(yàn)證，性能實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)合理的工藝參數(shù)，并嚴(yán)格實(shí)施經(jīng)確認(rèn)的工藝參數(shù)(工序過(guò)程控制)來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。大量數(shù)據(jù)表明，真空熱處理加工的冷沖模具變形較小、很少發(fā)生線切割開(kāi)裂、磨裂的現(xiàn)象。壓鑄模采用先進(jìn)的工藝方法，在一定程度上減少模具的龜裂以及使用中粘模的現(xiàn)象。 總而言之，真空高壓氣淬工藝具有加熱和冷卻速度自由控制的優(yōu)點(diǎn)，可以編制不同的工藝參數(shù)，得到預(yù)想的金相組織和性能。
技術(shù)的應(yīng)用
零件經(jīng)真空熱處理后，畸變小，質(zhì)量高，且工藝本身操作靈活，無(wú)公害。因此真空熱處理不僅是某些特殊合金熱處理的必要手段，而且在一般工程用鋼的熱處理中也獲得應(yīng)用，特別是工具、模具和精密耦件等，經(jīng)真空熱處理后使用壽命較一般熱處理有較大的提高。例如某些模具經(jīng)真空熱處理后，其壽命比原來(lái)鹽浴處理的高40～400％，而有許多工具的壽命可提高3～4倍左右。此外，真空加熱爐可在較高溫度下工作，且工件可以保持潔凈的表面，因而能加速化學(xué)熱處理的吸附和反應(yīng)過(guò)程。因此，某些化學(xué)熱處理，如滲碳、滲氮、滲鉻、滲硼，以及多元共滲都能得到更快、更好的效果。
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