在之前的文章:真空热处理知识(一) 中,我们详细介绍了什么是真空热处理,真空热处理的特点,以及真空度的选择。
在 真空热处理知识(二) 中,我们分享了真空加热温度的选择,以及保温时间的选择。
今天继续带来 真空热处理知识(三):真空淬火预冷,真空油淬油面的压强选择,希望能对你有所帮助。
真空淬火预冷
在淬火时我们要考虑到所热处理工件的材质、形状、技术要求,以及该材质 “C” 曲线来选择合理的淬火冷却速度。
一般情况下分为真空油淬和真空气淬,今天我们主要分析真空油淬,淬水前的预冷比较重要。
淬火前的预冷与变形量大小有一定的关系。
如过不预冷直接淬火,工件的内应力主要是热应力,工件尺寸有可能会减小;而经过预冷后再淬火,工件的内应力主要是组织应力,工件有可能会胀大。
我们只有合理地对工件进行预冷,才会使工件内部的热应力和组织应力相对平衡,才能减小工件的变形量。
一般情况是看装炉量及工件的大小来选预冷时间,常规情况下有效尺寸在 20~60mm,时间差不多控制在 0.5~3 分钟。
预冷还有一个原因是工件表面增碳白层现象。
真空油淬时,因淬火油在高温下受热分解形成活性碳,渗入工件表面,使工件表面形成增碳层。
这种现象与温度高有关系,与保温时间长短无关。
高速钢真空油淬还有可能在表面形成 30~50um 白层(白层是由大量复合碳化物、马氏体及残余奥氏体组成)。
因其与内部交界处有粗晶状的马氏体,表面硬度值较低,对于高速钢来说会使钢性不够,易钝口。
入油温度越高,所形成的白层越厚。
所以高碳高合金钢在真空油淬时,因其淬硬性很好,最好用预冷来减小上述两种情况。
真空油淬油面压强的选择
目前,市面上的真空淬火油虽然具有饱和蒸气压低(不会污染真空系统)、临界压强低(与大气压下有相当的淬火冷却能力的最低气压)、化学稳定性好、淬火后表面光亮度高、酸值低等特性,但是在真空低压的情况下,淬火油的冷却能力相对会下降一些,真空油淬的淬透性只相当于常规常压下普通油冷淬火的 75% 左右,有时候可能达不到充分淬火。
对某些淬硬性差的材质来说,在此类材质淬火前,向冷却室要充入 1×104~5×104Pa, 高纯(99.999% )的氮气,在油面形成一定的气压使冷却过程中的蒸气膜阶段的蒸气膜变薄,时间缩短,实现充分淬火。
对于淬硬性相对中等的材质,油面压强要控制在 5×103~1×104 Pa.
对于淬硬性很好的材料可以选择先充气或不充气的方式,要是充气的话可以先充气后入油(油面压强控制在 2.5×104~5×104 Pa)。或先入油后充气,对于后充气的方式所充的气体可以纯度相对较低(99.8%~99.99% ),这样可以相对降低成本。
在油面压强的调节上基本上要防止和减少淬火时产生的油蒸气进入加热室而造成污染,所以最好采用较高的压强,即便是淬硬性很好的材料,最好也要充点惰性气体。
最后,真空热处理的工件在装炉前要清洗,并要求有序排列。
如果直径或厚度差别较大时,大工件必须装在边缘,小工件装在里面,从而尽可能达到各零部件的均匀受热。