中国真空学会

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科普专题

​低压真空渗碳热处理实用技术分享

发布时间:2023年10月20日 来源: 东宇东庵无锡热处理有限公司

       真空热处理技术的广泛应用一方面提高了零件产品的性能,另一方面也促进了其本身工艺水平和处理设备的快速进步,当前相关关键技术的不断突破,工艺的日渐完善,生产过程的自动化、智能化和数字化程度不断提高,都促使了相关技术和新产品的蓬勃发展。

一、真空热处理技术的现状

       我国在相关装置及设备领域的发展也十分迅速,并且逐渐摆脱了对国外进口设备的依赖,目前已经可以提供包括低压真空高压气淬炉、真空油淬炉等在内的满足各类处理需求的全套热处理设备。

       随着相关技术的不断进步,不仅真空热处理设备取得了较大的发展,与其相关的配套设施也取得了长足的进步。目前我国已经能够生产各个种类的真空泵、真空阀、真空测量仪器等,甚至一些以前无法实现自主生产的配套产品也实现了自产(如炉内使用的由金属和石墨材质制成的保温层和发热元件等),并且其性能和质量已经接近或已达到了国外同类产品的水平。相关配套产业的快速发展有效地促进了我国真空热处理水平的整体进步。

       虽然国外在真空热处理技术及其相关设备上起步较早,并且进口的真空热处理炉在性能上也保持着相对优势,但这并不能说明进口设备在使用性上就强过国产设备。我国有自己独特的国情和特殊的客户需求,随着国产真空热处理炉在很多关键技术上取得突破,一些专门针对我国国情和特殊客户需求而开发的真空热处理设备更有效地促进了相关应用领域的发展。

       例如针对单室真空高压气淬炉国产炉胆材料抗热冲击和抗冷、热反复交替能力不足的缺陷,依据我国实际情况专门开发出了真空双室高压气淬炉,这不仅大幅提高了真空气淬的效能,而且还有效地节约了能源,并且极大地延长了设备装置的使用年限。

二、真空热处理技术的优势

       真空热处理技术已经在各种工模具钢、不锈钢、轴承钢、碳钢、硬质合金、合金钢及高合金钢等重要零件的真空热处理和真空化学热处理上得到了较好的应用,因为真空渗碳具有很多优点:

1、可以实现光亮淬火

       在低压(压力一般≤30mbar)真空状态下,渗碳方式是通过数个子渗碳程序组成的,包括多个子强渗(通入渗碳介质乙炔)和子扩散(通入保护气体,如氮气或惰性气体),所以此工艺方式又称为脉冲渗碳工艺方法。采取这种渗碳方式可以保证工件边角不会产生过渗,也能够保证工件表面不会积碳,形成碳黑。从而实现了光亮淬火的目的。

       另外,在精密的小微型(轴承内径﹤9mm)轴承上应用也较多,采用不锈钢和轴承钢等材质制作的轴承套圈进行真空淬火后的质量非常好,因为套圈经真空淬火后表面没有脱碳、渗碳现象,套圈的材质又可以进行脱气,其杂质可以降低到1.5ppm以下,使硬度分布均匀,畸变极小,从而提高了轴承的耐磨性,并具有高的弹性极限和接触疲劳强度,延长了轴承的使用寿命,提高了市场竞争力。

2、具有脱气作用

       在真空度低于金属或合金的相应分解压力时,其氧化物会发生分解,形成游离氧并立即被排出真空室外,使工件内部的质量得到提高。

       由于钢铁零件的坯料在冶炼时会吸入大气中极少量的氢气、氮气、一氧化碳等气体,从而产生微小气孔,易造成氢脆等缺陷,硬质合金。在压制时也会有空气进入,所以对于工模具钢来说,通过真空技术可以将工件内部的残余气体抽掉,使组织得到纯净。对于硬质合金来说,通过真空处理同样可以将工件内部的残余气体抽掉。

       真空炉在中小型企业及专业工模具工厂使用得比较普遍,特别是私营企业在刀具、工模具及电动工具等工件的淬火上采用真空炉的比率也在逐渐增多。

3、可以减少热处理后的机加工余量

       真空热处理因为没有氧化脱碳现象,畸变很少且清洁光亮,所以广泛用于油泵油嘴偶件的真空淬火和真空渗碳,这样可以避免用盐浴炉造成偶件内孔有时因残盐清冼不干净或用保护气氛造成表面出现黑色组织(脱碳)现象。

4、清洁工艺

       真空热处理是清洁热处理工艺,它在整个热处理过程中占有重要地位,可以提高产品质量,改变热处理车间的面貌,改善操作环境,是一个值得推广应用的技术。

       东宇东庵热处理提供真空渗碳生产线,设备制造及加工,特别适合于对生产率有较高要求的汽车领域。生产重复性非常好;采用计算机监控系统,可实现精确的质量控制。环保、安全低压真空渗碳炉采用了真空技术,无炭黑,无火帘门,无烟雾,无油蒸气,无着火的危险,低压真空渗碳炉是冷的且干净的设备。

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