真空淬火的變形問題解決措施

真空淬火的變形問題解決措施

真空爐中的加熱主要依靠輻射傳熱的方式進行，對流傳熱作用很少，因此靠近加熱元件的刀具比“背陰”（不直接面向輻射體的一方）處要快，相應(yīng)的在淬火加熱溫度下的保溫時間也就不同，碳化物的溶解程度不同，致使紅硬性上有差別。另外360°方向吹氣冷卻的真空爐，氣流吹向負(fù)載的周邊，四周比心部的冷卻要快，進一步加劇了紅硬性的差別。要想解決這種差異，一方面適當(dāng)延長淬火保溫時間，保證爐內(nèi)各部位的刀具都燒透，另一方面真空爐本身的冷卻方式、冷卻速度也有影響，如冷卻風(fēng)機的啟動方式、爐內(nèi)氣體的流向等。目前，真空爐氣體的冷卻方式除360°圓周冷卻方式外還有上下方形冷卻方式，上下方形冷卻時氣流穿過負(fù)載，有利于多層放置的小工件。所以，應(yīng)根據(jù)工件的特點選用相應(yīng)的爐型。

真空淬火的變形問題

大家普遍認(rèn)為淬火變形小是真空淬火的優(yōu)勢之一，但在實際生產(chǎn)中并非完全如此，對于細(xì)長桿件和薄的圓片狀刀具，圓周360°冷卻的真空爐淬火的變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鹽浴淬火。真空爐中淬火時氣體流向?qū)�工件的淬火變形有著至關(guān)重要的意義。圓周冷卻方式冷卻時氣體流向工件四周，易導(dǎo)致工件變形，而上下方形冷卻方式氣體能均勻流經(jīng)豎直放置的工件，變形要小。

為避免工件淬火變形，裝爐方式也很重要，原則上氣體應(yīng)均勻流經(jīng)工件，工件不能因自身重量或相互擠壓而變形。

真空淬火脫碳問題

在真空加熱時，由于氧分子稀薄，氧的分解壓很低，氧化作用被抑制，通常情況下不會在加熱過程中發(fā)生氧化、脫碳以及其它化學(xué)腐蝕。但是，對于已存在脫碳層的工件，在真空狀態(tài)加熱時表面脫碳層有加深、加劇的情況發(fā)生。為什么在真空狀態(tài)脫碳層會加重，既然與氧的反應(yīng)被抑制，那么可能是與碳原子在金屬內(nèi)的擴散有關(guān)。加熱時在脫碳與未脫碳的交界區(qū)碳原子會向低碳區(qū)發(fā)生擴散，真空加熱的時間又長，致使脫碳層加深。因此，千萬不要認(rèn)為真空不氧化就把表面略有脫碳的工件放入真空爐加熱，這有可能使得脫碳更嚴(yán)重，影響成活硬度。

真空爐爐體材質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由于高速鋼是高溫淬火，爐體保溫材質(zhì)的性能除了對設(shè)備使用壽命、降低生產(chǎn)成本有著很大的影響外，對熱處理的效果及產(chǎn)品質(zhì)量也有很大的影響。

我們在2012年對真空爐進行了大修，更換了爐膽、加熱元件等部件，由于忽視了爐膽碳素纖維的質(zhì)量，維修后按正常工藝淬火回火的刀具硬度居高不下，逐步反復(fù)提溫回火至600℃才將其硬度降至63～66HRC，但該批刀具發(fā)往用戶后，用戶復(fù)檢時發(fā)現(xiàn)硬度只有58～60HRC。再次分析前后硬度差異的原因，這才恍然大悟原來淬火回火后的高硬度僅限于表面層，熱處理后機加工把表面的高硬度層磨掉了，刀具內(nèi)部真實的硬度并不高。至于表面高硬度是由于新爐膽碳纖維中的碳揮發(fā)，在高溫加熱過程中碳原子滲入刀具表面，造成了硬度高的假象。由于忽視了設(shè)備的影響，采取了錯誤的工藝措施，導(dǎo)致了廢品。

此外，爐內(nèi)揮發(fā)的碳纖維還會污染加熱元件，嚴(yán)重時使加熱元件放電打火，一旦打火的火弧沖擊到工件上，就會造成工件表面局部燒傷，影響質(zhì)量。我們的Cr12MoV模具板件當(dāng)時有過燒傷三次的教訓(xùn)。這種碳纖維的污染一直經(jīng)歷了半年的揮發(fā)、抽氣才慢慢消去。因此，在確定爐襯時應(yīng)注意選用密度高、質(zhì)量好或者經(jīng)過一些表面處理工藝進行保護的碳素纖維材料。

真空熱處理是清潔、節(jié)能、先進的熱處理技術(shù)，但在實際應(yīng)用中還需要注意一些問題，只有不斷掌握規(guī)律，采取措施，揚長避短，才能充分發(fā)揮其特有的優(yōu)勢。