在之前的文章:真空熱處理知識(一) 中,我們詳細介紹了什么是真空熱處理,真空熱處理的特點,以及真空度的選擇。
在 真空熱處理知識(二) 中,我們分享了真空加熱溫度的選擇,以及保溫時間的選擇。
今天繼續帶來 真空熱處理知識(三):真空淬火預冷,真空油淬油面的壓強選擇,希望能對你有所幫助。
真空淬火預冷
在淬火時我們要考慮到所熱處理工件的材質、形狀、技術要求,以及該材質 “C” 曲線來選擇合理的淬火冷卻速度。
一般情況下分為真空油淬和真空氣淬,今天我們主要分析真空油淬,淬水前的預冷比較重要。
淬火前的預冷與變形量大小有一定的關系。
如過不預冷直接淬火,工件的內應力主要是熱應力,工件尺寸有可能會減小;而經過預冷后再淬火,工件的內應力主要是組織應力,工件有可能會脹大。
我們只有合理地對工件進行預冷,才會使工件內部的熱應力和組織應力相對平衡,才能減小工件的變形量。
一般情況是看裝爐量及工件的大小來選預冷時間,常規情況下有效尺寸在 20~60mm,時間差不多控制在 0.5~3 分鐘。
預冷還有一個原因是工件表面增碳白層現象。
真空油淬時,因淬火油在高溫下受熱分解形成活性碳,滲入工件表面,使工件表面形成增碳層。
這種現象與溫度高有關系,與保溫時間長短無關。
高速鋼真空油淬還有可能在表面形成 30~50um 白層(白層是由大量復合碳化物、馬氏體及殘余奧氏體組成)。
因其與內部交界處有粗晶狀的馬氏體,表面硬度值較低,對于高速鋼來說會使鋼性不夠,易鈍口。
入油溫度越高,所形成的白層越厚。
所以高碳高合金鋼在真空油淬時,因其淬硬性很好,最好用預冷來減小上述兩種情況。
真空油淬油面壓強的選擇
目前,市面上的真空淬火油雖然具有飽和蒸氣壓低(不會污染真空系統)、臨界壓強低(與大氣壓下有相當的淬火冷卻能力的最低氣壓)、化學穩定性好、淬火后表面光亮度高、酸值低等特性,但是在真空低壓的情況下,淬火油的冷卻能力相對會下降一些,真空油淬的淬透性只相當于常規常壓下普通油冷淬火的 75% 左右,有時候可能達不到充分淬火。
對某些淬硬性差的材質來說,在此類材質淬火前,向冷卻室要充入 1×104~5×104Pa, 高純(99.999% )的氮氣,在油面形成一定的氣壓使冷卻過程中的蒸氣膜階段的蒸氣膜變薄,時間縮短,實現充分淬火。
對于淬硬性相對中等的材質,油面壓強要控制在 5×103~1×104 Pa.
對于淬硬性很好的材料可以選擇先充氣或不充氣的方式,要是充氣的話可以先充氣后入油(油面壓強控制在 2.5×104~5×104 Pa)。或先入油后充氣,對于后充氣的方式所充的氣體可以純度相對較低(99.8%~99.99% ),這樣可以相對降低成本。
在油面壓強的調節上基本上要防止和減少淬火時產生的油蒸氣進入加熱室而造成污染,所以最好采用較高的壓強,即便是淬硬性很好的材料,最好也要充點惰性氣體。
最后,真空熱處理的工件在裝爐前要清洗,并要求有序排列。
如果直徑或厚度差別較大時,大工件必須裝在邊緣,小工件裝在里面,從而盡可能達到各零部件的均勻受熱。