作为专业的高温真空炉生产厂家,我们为客户提供各类真空电炉,高温真空炉等产品。
在日常的学习和生产中,以及为客户提供维修服务中总结了很多真空热处理相关知识以及经验。
从今天开始,我们会不定期地和大家分享一些真空热处理知识,希望对您的实验或者生产有所帮助。
今天是真空热处理知识的第一篇:
什么是真空热处理,真空热处理的特点以及真空度的选择。
什么是真空热处理
真空热处理是指真空工作环境与热处理技术相结合的新型热处理技术。真空热处理的真空工作环境是指低于一个标准大气压(1.013×105 Pa). 具体分为:
低真空(105 ~ 102 Pa)
中真空(102 ~ 10-1 Pa)
高真空(10-1 ~ 10-5 Pa)
超高真空( < 10-5 Pa )
真空热处理的特点
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。
经真空热处理后的工件寿命通常是普通热处理的寿命的几十倍,甚至几百倍。
材料在传热过程中主要是有三种方式:传导、对流、辐射。而真空状态下的加热环境是极其稀薄的气氛,所以工件加热不存在氧化脱碳的现象。
同时它的传热方式也只有单一的辐射,辐射热量的大小与温度成四次方的正比:E=C (T/100)4,故真空加热速度慢,但因几乎没有什么热损失,发热体升温很快,工件表面与心部温差不是很大,相对来说,工件变形量也较小。
同时我们从上面的公式中分析到,在真空阶段内,靠辐射一种传热方式加热,低温辐射效果较差,在高温阶段辐射效果较好。
该现象在以后的工艺参数制定时将会用到。
真空热处理中真空度的选择
材料在真空热处理时,要考虑到真空度的合理性。合金元素 Mn、Ni、Cr 等合金元素在真空状态加热会挥发,挥发物会使工件粘结在料筐丝网上,不便取出;还有挥发物会污染真空系统如加热炉膛、真空泵。
所以在启动加热时,要注意各种金属的蒸气压,在许可的情况下最好通入 1~2kPa高纯氮气。
其目的,一是为了减小合金元素的挥发;二是为了提高真空加热速度,减小真空加热滞后时间。
在真空加热的环境下,工作真空度的选择原则是:低温用高真空,高温用低真空,我们在真空度上的取决不仅是工件还要取决于设备使用寿命。
如果真空加热炉膛采用的是石墨,真空度不够将降低石墨的寿命,成本会增加很多。
真空热处理工件时的真空度选择:
对于大部分低合金钢、高铬钢来说,真空加热一般情况下可以选择 1.33 ~ 12.3Pa.
但像高碳高合金钢高温回火时,真空度要选择在 1.33×10-2Pa.
碳素钢在真空加热时,真空度不能低于 1.33×10-2Pa.
对于在高温高真空条件下加热时,如含钛、含钨等材料它们的加热温度差不多在1250度,真空度也要控制在 1.33×10-2Pa 左右。
为防止部分元素挥发及工件粘结,高温时要加一点高纯氮,提高炉压。
其实在起始加热时,真空度最低也要达到 6.67×10-1Pa 时才可升温。