真空炉广泛应用于科研和生产领域,今天我们就来详细谈谈真空炉热处理工艺操作流程,以及真空炉的使用注意事项,希望能对你有所帮助。
什么是真空热处理
待处理材料或工件在真空或保护气体环境下,通过电阻或感应加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又在不同的冷却介质中以不同的速度进行冷却,从而改变待处理材料或工件的表面或内部的显微组织结构以达到消除、控制某些缺陷,改善、提高其性能和质量的一种工艺。真空热处理电炉
真空热处理分类
真空烧结:以低于粉末或粉末压坯基本成分熔点的温度进行真空加热,使得粉末颗粒之间发生凝固并成为晶粒聚结体,最终获得致密的烧结体。
真空钎焊:在真空加热状态下将比基体金属熔点低的液态钎料靠工件间的微小间隙进行渗透扩散,并填充满基体金属间隙后形成牢固的金属结合体。
真空淬火:在真空加热状态下将钢质或合金工件加热到一定温度并保持一定时间后,再通过冷却介质急冷,使得工件从奥氏体转变为马氏体组织状态,并获得硬度的提高。根据不同的冷却介质分为:气淬、油淬和水淬。
真空回火:淬火后的工件在真空中以不同的温度进行加热、保温冷却后,得到具有一定硬度和韧性的回火马氏体、回火屈氏体或回火索氏体。淬火和回火密不可分,淬火和高温回火相结合的工艺称为调质(回火索氏体)。
真空退火:将钢质工件在真空状态下进行加热、保温并随炉冷却,从而去除由加工硬化而产生的内应力,使得工件的内部组织达到或接近平衡状态,增强延伸性,提高可塑性。
真空固溶:将不锈钢或合金工件在真空状态下加热到一定温度,保温并冷却后,使得工件内部合金相充分溶解后形成组织状态改变并得到固溶体,消除应力、改善并提高了工件的塑性、韧性和抗蚀性,以便继续加工或成型。
真空时效热处理:不锈钢或合金工件经过固熔处理后,在真空加热到一定温度后保温,使其性能、形状、尺寸随时间而变化,从而消除内应力、稳定组织和尺寸、改善机械性能。
真空正火:将钢质工件加热到奥氏体化温度以上,并保温一段时间后缓慢冷却,从而改变工件内部基体组织。
真空脱气:在真空状态下将工件加热到一定温度,并保温一段时间,使得工件内部的杂质气体释放出来,抑制时效脆化,提高力学性能。
磁性退火:去除软磁材料由于压延或冲压加工而产生的内应力而进行的热处理工艺。
脱羟:通过长时间高真空下的高温焙烧和排气,使得石英工件内的羟基杂质逸出,提高工件质量和使用寿命。
真空热处理与非真空热处理对比
真空热处理优点:处理环境清洁、无氧化和脱碳、脱脂和脱气;抑制工件内部金属元素挥发、表面亮化、淬火变形小、提高耐磨性、疲劳强度和机械加工性、工艺稳定具有可重复性、节能环保、易回收成本。
可控气氛热处理:处理后工件表面粗糙、不光亮、表面金属元素缺乏;侵蚀电热元件;气体使用量多、还原气体回收处理困难。
普通大气热处理:工件表面存在氧化膜、处理环境恶劣、用途狭窄。
真空炉操作流程
真空炉的使用主要是在真空环境下用来对工件进行热处理加工的,在购买以后,很多用户因为不会使用,或者使用的流程不对而导致热处理的效果不能达到预期,而且还可能会给设备带了一些损伤问题,那么正确的真空炉操作流程是怎样的呢?
- 打开真空炉炉门,装料。关闭炉门并确保炉膛密封完好。
- 检查各手动真空阀门,确保处于关闭状态。
- 送入总电源,控制显示屏亮。
- 打开水冷机电源,在水冷机操作界面上输入需要的水温,启动水冷系统(详见水冷机使用操作说明书)。
- 打开旋片泵上的排气口,确保气体循环。 (旋片泵使用完毕后,封上排气孔,避免杂物进入旋片泵)确保扩散泵、旋片泵阀门处于关闭状态。
- 在触摸屏操作界面上启动旋片泵和扩散泵。
- 缓缓旋转打开旋片泵阀门,避免排气口由于气量过大喷油。
- 待旋片泵、扩散泵运行1小时左右及真空计右侧显示屏上显示小于100Pa后,关闭旋片泵阀门,打开扩散泵阀门。
- 待真空计显示屏上达到需要的真空度后关闭真空泵组后开始升温。(真空泵组关闭流程:先关闭扩散泵阀→停止扩散泵→40分钟后停止旋片泵)也可抽真空过程中加热。
- 在升温操作界面上输入需要的工艺要求,开始加热。
- 待升温程序停止后,(如果是加入过程中抽真空,待真空炉炉膛温度降到适合工艺的温度后,关闭真空泵组,关闭流程同上)扩散泵温度降.到可触碰温度方可关闭水冷机。
- 等炉温降到室温时,打开放气阀,待炉膛内部气压到大气压。
- 将炉门打开,取出材料。
- 取出材料后要对真空炉炉膛内部进行清洁,长期不使用时炉门保持关闭状态,并使炉膛内部保持真空状态。
真空炉的热处理效果能否达到预期,掌握正确的操作流程非常重要。
同时按照正确步骤来操作也是对设备的一种保护,可以减少故障率,延长真空炉使用寿命。
真空炉使用注意事项
- 工件在真空状态下淬火,应使用真空淬火油,此油具有较低的饱和蒸气压。
- 真空炉的保养应在真空或充纯氮状态下,避免平时不用时吸气,吸潮。
- 国内真空炉的压升率应不大于1.33Pa/h,国外某些企业的标准为0.67Pa/h。
- 真空回火炉应该具有快冷装置。冷却水的压力应该大于0.2Mpa,流量应可调。
- 处理钛合金时,不宜用氮气作为冷却气体,因为钛和氮在高温下反应,形成金黄色的氮化钛。
- 冷却气体:钢一般采用百分之99.995纯度的氮气,高温合金采用百分之99.999的氮气或氩气,钛合金采用百分之99.995的氩气。
- 真空加热以辐射为主,工件在炉内应该保持间距。
- 升温过程中,工件及炉内材料会放气,使真空度下降。
- 升温:放入工件后,一般先预抽至6.67Pa时方可升温加热
- 真空回火、真空退火、真空固溶处理及真空时效的加热温度一般与常规处理时加热温度相同。
以上给大家分享的就是真空炉热处理工艺操作流程以及真空炉使用注意事项,大家在操作真空炉的时候,可以借鉴如上操作方法,对大家使用真空炉是很有帮助的。
真空炉的热处理效果能否达到预期,掌握正确的操作流程非常重要。
同时按照正确步骤来操作也是对设备的一种保护,可以减少故障率,延长真空炉使用寿命。