真空熱處理技術(shù)的發(fā)展課件

真空熱處理技術(shù)的發(fā)展

北京航空材料研究院

1前言

真空熱處理具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳、無(wú)元素貧化的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)光亮熱處理，可以使零件脫脂、脫氣，避免表面污染和氫脆；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)控制加熱和冷卻，減少熱處理變形，提高材料性能；還具有便于自動(dòng)化、柔性化和清潔熱處理等優(yōu)點(diǎn)，近年已被廣泛采用，并獲得迅速發(fā)展。真空熱處理由早期的真空退火、真空除氣向真空淬火、真空回火、真空化學(xué)熱處理和特種真空熱處理方向發(fā)展；真空熱處理爐設(shè)計(jì)制造、元器件水平和性能不斷提高，并發(fā)展了真空熱處理生產(chǎn)線。本文結(jié)合近年的真空熱處理技術(shù)研究和實(shí)踐，綜述了真空熱處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和展望。

2真空油淬

2.1增碳問(wèn)題鋼在真空高溫加熱時(shí)使其表面活化，真空淬火時(shí)淬火油受熱分解形成的活化碳原子在油淬過(guò)程中滲入，使工件表面形成增碳層。這種滲碳現(xiàn)象隨淬火溫度上升而更加嚴(yán)重，且與淬火加熱保溫時(shí)間無(wú)關(guān)。為防止該現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)選擇質(zhì)量好的真空淬火油和改進(jìn)熱處理工藝。2.2油面壓強(qiáng)的選擇圖1某些鋼在ZZ-1真空淬火油中淬火硬度與淬火壓強(qiáng)的關(guān)系1.Cr12MoV2.60Si2MnA3.40CrNi2SiMoVA4.40CrMnSiMoVA5.37CrNi3A6.40CrA7.40CrNiMoA8.38CrMoAlA9.30CrMnSiNi2A10.1Cr11Ni2W2MoVA11.30CrMnSiA12.Cr17Ni2A13.1Cr1314.18Cr2Ni4WA15.65Mn16.T8A17.12CrNi3A18.45鋼

3真空加壓氣淬

（1）真空加壓氣淬的冷速測(cè)定我們用KHR-01便攜式冷卻介質(zhì)性能測(cè)定儀，采用內(nèi)裝熱電偶的鎳基合金探頭試驗(yàn)法，測(cè)試了美國(guó)Abar-Ipsen公司H3636的各種壓力氣冷的冷卻速度，并與氣冷、吹風(fēng)冷卻、油淬進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如圖2所示。實(shí)現(xiàn)了真空加壓氣冷的冷速與通常的冷卻介質(zhì)冷卻的對(duì)比銜接。圖2真空加壓氣淬冷速測(cè)定1—0.05MPa氣淬2—0.1MPa氣淬3—靜止空氣冷卻（在空氣中）4—0.2MPa氣淬5—0.3MPa氣淬6—0.4MPa氣淬7—0.5MPa氣淬8—0.6MPa氣淬4真空滲碳

真空滲碳多采用真空-充氣脈沖式滲碳工藝，以避免滲碳過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)氧化等缺陷。該工藝具有工件表面光亮、生產(chǎn)效率高、成本低、可進(jìn)行盲孔或小孔滲碳等優(yōu)點(diǎn)，但工件表面碳黑多、尖角過(guò)滲等問(wèn)題突出，應(yīng)予防止。我們采用國(guó)產(chǎn)雙室真空滲碳爐進(jìn)行了不銹鋼真空滲碳研究，圓滿解決了不銹鋼由于存在鈍化膜而不易進(jìn)行滲碳和滲碳溫度過(guò)高的問(wèn)題。采用丙烷作滲碳劑、氮?dú)庾鬏d氣，合理控制兩種氣體混合比例及流量壓力，有效控制了真空滲碳過(guò)程中碳黑的產(chǎn)生及其影響。1Cr11Ni2W2MoV不銹鋼真空滲碳結(jié)果如表3所示。6鈦合金氫處理

鈦合金加氫會(huì)使鈦合金產(chǎn)生一些變化：①壓力加工時(shí)鈦合金的流動(dòng)應(yīng)力顯著降低，抗變形極限明顯提高；②片狀粗晶組織容易轉(zhuǎn)變成球形細(xì)晶組織；③機(jī)加工條件得到改善；④細(xì)化鈦合金鑄件、鍛件晶粒組織，提高其力學(xué)性能。根據(jù)這些變化，采用的鈦合金氫處理工藝主要包括：①氫增塑；②氫加工；③氫致密；④鑄件氫工藝。實(shí)際生產(chǎn)上，通常是將這些工藝結(jié)合在一起使用。

8真空熱處理標(biāo)準(zhǔn)

JB/T9210-1999真空熱處理HB/Z191-91航空結(jié)構(gòu)鋼不銹鋼真空熱處理說(shuō)明書(shū)JB/T8195.3-1999間接電阻爐，ZR系列真空熱處理和釬焊爐JB/T8195.4-1999間接電阻爐，ZC系列真空淬火爐。

10展望

·二十一世紀(jì)是真空熱處理大發(fā)展時(shí)期,首先發(fā)展適應(yīng)各種熱處理要求的真空熱處理設(shè)備和工藝,包括:·真空加壓氣淬：提高冷卻性能、控制加熱和冷卻、發(fā)展更好淬透性的材料、氣體回收技術(shù)·真空滲碳等真空化學(xué)熱處理：提高真空滲碳技術(shù)，發(fā)展其他真空化學(xué)熱處理技術(shù)、真空化學(xué)熱處理傳感器?！ふ婵展δ軣崽幚恚赫婵沾艌?chǎng)熱處理、真空氫氣熱處理、真空焊接與熱處