鋼鐵材料真空熱處理的技術(shù)問題
真空熱處理是指熱處理過程的全部或部分在真空狀態(tài)下（低于一個大氣壓）進(jìn)行的新型熱處理技術(shù)。真空熱處理可以實現(xiàn)幾乎所有的常規(guī)熱處理所能涉及的熱處理工藝，但熱處理質(zhì)量大大提高。與常規(guī)熱處理相比，真空熱處理可實現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂除氣等作用，從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。在進(jìn)行真空熱處理時要注意以下問題。
一、增碳問題。
真空油淬是目前真空熱處理的主要工藝。真空油淬技術(shù)發(fā)展過程中所遇到的技術(shù)難點是真空油淬增碳問題。鋼在真空高溫加熱時表面活化，真空淬火時淬火油受熱分解形成的活化碳原子在油淬過程中滲入，使工件表面形成增碳層，這種滲碳現(xiàn)象隨淬火溫度上升而更加嚴(yán)重。增碳的后果是使疲勞性能降低。為防止該現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)選擇質(zhì)量好的真空淬火油和改進(jìn)熱處理工藝。真空淬火油要求有低的飽和蒸氣壓、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、殘?zhí)己碗s質(zhì)少、酸值低；關(guān)鍵要保證長期使用的穩(wěn)定性。在真空淬火工藝方面，要選擇合適的加熱真空度，采取先充氣后入油或氣-油兩段冷卻法等。另外，用真空油淬爐進(jìn)行固溶處理存在滲碳問題。在操作真空油淬爐中，附著在真空油淬爐料叉、料筐上的油，在操作過程帶入加熱室成為滲碳劑。增碳不僅會增大冷作硬化率，而且還會使抗腐蝕性惡化、影響合金的強化機制。解決方法包括: 擦洗干凈附著在真空油淬爐料叉料筐上的油;;包裹后再固溶加熱，阻止碳與合金接觸的幾率；但對于奧氏體不銹鋼、。沉淀硬化不銹鋼等固溶處理冷卻速度要求不快的鋼材，最好的方法是改用真空氣淬爐，氣冷一般應(yīng)用高純度液氬作為氣源，氧的含量應(yīng)小于0.0002%。
二、淬火速度問題。
在低真空壓強下，真空淬火油的冷卻能力下降，對某些鋼來說，可能達(dá)不到淬火的目的。為此，在淬火前，向淬火室內(nèi)充入高純的中性或惰性氣體，在油面上造成一定的壓強，就可以實現(xiàn)鋼的充分淬火并獲得光亮的表面。能夠獲得與在大氣壓下相同淬火硬度的最低液面壓強稱為臨界淬火壓強。對于淬硬性較差的鋼，應(yīng)選用先充氣后入油的方式進(jìn)行淬火。油面壓強應(yīng)高于其臨界淬火壓強。一般調(diào)節(jié)在5´104 Pa左右，但不宜低于1´104 Pa。近年來真空加壓氣淬獲得迅速發(fā)展。真空加壓氣冷，提高了冷卻速度，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣冷、部分油冷或分級淬火，可以實現(xiàn)控制冷卻，達(dá)到合理冷卻的目的。為提高真空氣淬時的冷卻速度，可采取下述諸法實現(xiàn): （1） 采用大換熱器，以降低淬火氣體溫度; （2）加大氣體流速、流量; （3） 改單向氣流為360°周向高壓噴射流或上下左右交替噴射; （4）選用熱傳導(dǎo)能力高的氣體。從安全及成本方面考慮，具有最佳冷速、最低成本和安全性的便是 80%He20%N2混合氣體。理論上 2´106Pa 的He的冷卻條件已達(dá)到油冷的冷速，4´106 Pa 的H2的冷卻條件則可達(dá)到水冷的能力。