真空热处理工艺设计.doc

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1、...真空热处理工艺所谓真空热处理是工件在10-1~10-2Pa真空介质中进行加热到所需要的温度，然后在不同介质中以不同冷却的热处理方法。真空热处理被当代热处理界称为高效、节能和无污染的清洁热处理。真空热处理的零件具有无氧化，无脱碳、脱气、脱脂，表面质量好，变形小，综合力学性能高，可靠性好等一系列优点。因此，真空热处理受到国内外广泛的重视和普遍的应用。并把真空热处理普及程度作为衡量一个国家热处理技术水平的重要标志。真空热处理技术是近四十年以来热处理工艺发展的热点，也是当今先进制造技术的重要领域。一、真空热处理工艺原理和真空热处理和

2、加热特点（1）金属在真空状态下的相变特点。在与大气压只差0.1MPa范围内的真空下，固态相变热力学、动力学不产生什么变化。在制订真空热处理工艺规程时，完全可以依据在常压下固态相变的原理。完全可以参考常压下各种类型组织转变的数据。（2）真空脱气作用，提高金属材料的物理性能和力学性能。（3）真空脱脂作用。（4）金属的蒸发：在真空状态下加热，工件表面元素会发生蒸发现象。表一各种金属的蒸气压金属达到下列蒸气压的平衡温度（℃）熔点（℃）10-2Pa10-1Pa1Pa10Pa133PaCu103511411273142216281038Ag8

3、48936104711841353961Be102911301246139515821284Mg301331343515605651Ca463528605700817851Ba406546629730858717Zn248292323405-419Cd180220264321-321Hg-5.5134882126-38.9Ae80888999611231179660Li377439514607725179Na19523829135643798K12316120726533864In74684095210881260157C2288

4、2471268129263214-..Si111612231343148516701410Ti1249138415461742-1721Zr166018612001221225491830Sn9221042118913731609232Pb548625718832975328V158617261888207922071697Nb23552539---2415Ta25992820---2996Bi536609693802934271Cr99210901205134215041890Mo209522902533--2625Mn7918

5、73980110312511244Fe119513301447160217831535W276730163309--3410Ni125713711510167918841455Pt174419042090231325821774Au119013161465164618671063（5）表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。各种金属氧化物的分解压力金属的氧化反应是可逆的：Mo≒2M+2O2O→O2↑取决于气氛中氧的分压和金属氧化物的分压的大小。当氧分压大于金属氧化物的分压时，反应向左进行，金属表面产生氧化。反之，如氧化物的分解压

6、大于氧的分压，反应向右进行，其结果是氧化物分解。亚氧化物理论和真空炉中碳元素存在，使炉内氧的分压低于金属氧化物的分压，使金属不会氧化。表二真空度和相对杂质及相对露点关系真空度Pa1.33×1041.33×1031.33×1021.33×101.331.33×10-11.33×10-21.33×10-3托10010110-110-210-310-410-5相对杂质含量%13.21.320.1321.32×10-21.32×10-31.32×10-41.32×10-51.32×10-6PPM(百万分比)132013213.21.320

7、.1320.0132相对露点（℃）+11-18-40-59-74-88-101..（6）金属实现无氧化加热所需的真空度。为不同金属无氧化加热温度和真空度的关系曲线二、真空热处理的加热特点两个显著特点：一是空载时炉子的升温速度快，二是工件的加热速度慢。三、真空热处理工艺参数的确定各种材料在真空热处理时的真空度材料真空热处理时真空度Pa合金工具钢、结构钢、轴承钢（淬火温度在900℃以下）1~10-1含Cr、Mn、Si等合金钢（在1000℃以上加热）10Pa（回填高纯氮）不锈钢（析出硬化型合金）、Fe、Ni基合金，钴基合金10-1~10

8、-2钛合金10-2高速钢1000℃以上充666~13.3PaN2Cu及其合金133~13.3Pa高合金钢回火1.3~10-2在考虑工作真空度时应注意几点：（1）在900℃以前，先抽0.1Pa以上高真空，以利脱气。（2）10-1Pa进行加热，相当于1