真空热处理具有高质量、低能耗、无污染(或少污染)等优点,能有效地防止40Cr钢产生缺陷,改善表面粗糙度,减小摩擦因数。真空加热以辐射形式进行,加热缓慢,炉温均匀,产品变形小,还具有脱氢作用,这些都有利于提高模具刀具的切削寿命,用真空淬火比用盐炉淬火寿命可提高3~4倍(平均滚压件数)。对用真空炉淬火、箱式炉淬火和盐浴炉淬火的刀具进行了切削对比试验,其寿命由高到低依次是∶真空炉、箱式炉、盐浴炉。可见真空热处理的优势。真空热处理具有高质量、低能耗、无污染(或少污染)等优点。山东气冷真空硬化淬火
真空热处理具有很多优点:可以实现光亮淬火,工件在低于大气压力下加热,不接触空气,表面不会发生变化,当炉内的真空度抽到1~10-1Pa时,工件表面达到了不脱碳、不渗碳的目的,从而实现了光亮淬火的目的。1983年衡阳纺机厂从首都机械厂(现在的神箭)购买了一台双室真空淬火炉,用于GCr15轴承钢做的纺机零件锭底的光亮淬火,该锭底的技术要求非常的高,其锭底的内部顶端处,冷冲压R后不再进行任何机加工,淬火后表面不允许有任何脱碳等缺陷,以前用含qing化钠的盐浴加热的,后改变用50%NaCl+50%Na2CO3的中温盐加热,淬火介质是用20%浓度的NaOH水溶液,其操作条件较差。上海高压真空硬化淬火加工商真空渗碳表面质量好: 真空渗碳表面不氧化、不脱碳,可保持金属本色。
模具的真空淬火:(1)预热,低合金钢(40Cr、60Si2Mn等)、中合金钢(CrWMn、9CrSi、5CrNiMo等)可选择两级加热(如650℃预热→850℃淬火加热);高合金钢(H13、Cr12MoV等)可选择三级加热(如650℃预热→850℃预热→1030℃淬火加热)。(2)冷却方式,模具钢的真空淬火可采用油淬、气淬、水淬、硝盐淬火等。合金模具钢均可实施真空油淬,从而获得光亮的表面及合理的性能。与气冷淬火相比,因油冷速度快而容易获得高的韧性和强度。气冷淬火可获得更小的淬火畸变。
实例:65Nb(65Cr4W3Mo2VNb)钢制挑线连杆挤压模的真空渗碳。(1)渗碳介质(体积分数):70%CH4+30%H2。H2作为稀释气,CH4(甲烷)为渗碳气。渗碳设备为内热式小型真空渗碳炉。模具真空渗碳工艺见图4。(2)使用寿命。65Nb钢制模具经真空渗碳热处理后,其使用寿命比未经渗碳模具提高2.5倍,比Cr12MoV钢制模具(常规热处理)提高7.5倍。模具的真空碳氮共渗,真空碳氮共渗是模具表层在真空炉内处于负压的加热状态下,同时渗入碳、氮元素的化学热处理工艺,与单一的渗碳相比,模具表面硬度更高,耐磨性更好,同时还具有一定的抗蚀性和更高的疲劳强度。因共渗温度低,且渗后可直接淬火,奥氏体晶粒比单一渗碳细,因此提高了模具的心部韧性,共渗层组织无晶界氧化现象,模具性能明显提高。45钢模具碳氮共渗油淬后,其外观呈均匀的银灰色,45钢及P20钢模具的硬度均可达到62HRC以上,提高了表面硬度,可使P20钢制模具进入高寿命状态。45钢渗碳层深度0.53~0.56mm,有助于提高45钢模具使用寿命。低压真空渗碳在提高零件内在质量的同时,更是降低了后续处理工序,减少了企业环保投入,获得高度认可。
低压真空渗碳的优势很明显,但是缺点,肯定也是有的。1)设备成本相对较高。2)小件的装炉量和多用炉相比,会少一点。真空渗碳装炉时,特别是小件渗碳,层与层之间的间隙要有50mm左右。真空淬火:1)真空淬火与回火工艺:830~850℃×3min/mm预热,1080~1200℃×1~2min/mm加热后,气淬油冷;540~580℃×1~2h真空回火。2)真空脉冲氮碳共渗工艺:共渗剂成分(体积分数):50%丙烷+50%氨气,其工艺曲线见图6。真空炉在中小型企业及专业工模具工厂使用得比较普遍。特别是私人企业在刀具、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。真空退火、真空淬火和真空渗碳方面。江苏双介质中性淬火
表面淬火是将刚件的表面层淬透到一定的深度,而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。山东气冷真空硬化淬火
真空渗碳的工艺过程:1、渗碳。真空渗碳是采用脉冲式渗碳。比如先渗碳三分钟,然后扩散8分钟,再渗碳三分,扩散8分,以此类推。整个工艺有若干段组成。段数,渗碳温度,时间决定渗碳层深度。2、降温保温淬火工艺结束后淬火操作和普通真空设备操作方式相同。需要二次淬火的,采用降温保温正火,之后高温回火,再加热淬火。真空渗碳油淬炉,冷室具备油淬和气冷功能。气冷压力2bar,冷速略大于正火。真空渗碳气淬炉具备高压高压气淬炉的所有功能。山东气冷真空硬化淬火