A member of AMG Advanced Metallurgical Group, N.V.

A- A+

真空热处理

真空技术是实现热处理工序革新的基础。

热处理过程中,金属/钢工件完全或部分受控于时间-温度顺序,从而改变机械属性和/或腐蚀性。经常使用的工艺有:

退火
淬火
回火
老化
表面淬火

以此提高材料强度、提高耐磨性或是改善部件的腐蚀作用。

所有这些工艺都需要高达1.000℃或更高温度,并且需要采用特殊开发的炉子,以实现这个温度范围。早在之前就已经有许多适用于上述工艺的著名技术,例如:

• 熔盐技术
• 用于保护气氛和/或活化气氛的熔炉

 

特定工具和模具                                                                 

 

 

 

1. 齿轮和轴, 2. 真空热处理,3. 大气热处理

如果暴露在大气(空气)中,工件表面会发生氧化。这样一来,就需要进行成本又高、时间又长的后处理。因此,最佳的方法就是在无氧气氛下进行热处理。除了可以使用高纯度的保护气体以外,真空也可以提供最佳的抗氧化保护效果。从成本效率来看,真空是最佳选择。

这种炉子还可以用于高温钎焊(这是一种良好的连接工艺)。

 

淬火钢结构马氏体                                     

退火
退火为热处理的一种形式,包括加热至特定温度,保持此温度,然后慢慢冷却。退火工艺一般用于得到部件的软性结构,并且为后续加工步骤优化材料结构(机械加工、成型)。参数取决于材料和所需的结构。

淬火和回火
淬火是一种典型的热处理工艺,包括部件加热至特定温度(大部分情况下为900℃以上)并且直接快速冷却或粹火。选用这些要求可将材料结构部分或完全改为马氏体。为了得到良好的延性和韧性,部件在淬火后还需进行回火处理。

表面淬火
表面淬火或渗碳工艺是最重要的工序之一。将部件加热到900℃ - 1.000℃,然后在炉子的氛气中加入特定气体(碳氢化合物),使部件表面吸入碳。经过这项处理后,进行淬火,以实现所需的性质。这将使部件表面就具有较高的抗压力和耐摩擦性能。但部件核心部分仍然保持较好的柔软性和较高的延展性,使部件在整个使用寿命中可以承受较高的应力。例如,传动装置的所有齿轮部件均进行这项处理。

钎焊
钎焊是一种连接部件的工艺,在一定温度下熔化填料,在其凝固之后将部件连接起来。在这个过程中,温度达不到连接部件的固相线温度。高温钎焊(高于900℃)的理想条件是在真空下进行,环境(真空)取代了助熔剂的作用。

 

 

1. 压电式共轨柴油喷射系统, 2. 模块化真空热处理炉(Wegener公司)

真空热处理的优点

以真空作为“保护气氛”
• 无一氧化碳的有毒保护气体
• 车间内无健康危险
• 无爆炸或明火危险
• 无需对炉子进行温度调节
• 采用惰性气体(氮气或氦气)
• 不排放二氧化碳

真空渗碳
• 采用各种工艺
• 采用多种气体
• 渗碳期比传统技术短
• 渗碳温度较高,有助于进一步缩短工艺时间
• 气体消耗量小,以升代替立方米作为单位

气体冷淬火代替油淬
• 淬火后的部件清洁干燥
• 无需清洗机器 - 无需处理清洗水
• 无需维护清洗设备
• 无需用到复杂的洗涤水化学工艺
• 节省空间
• 节省成本
• 可通过气体压力或气体速度控制淬火强度
• 淬火过程中无需蒸汽
• 淬火均匀
• 减少变形

表面影响
• 无表面氧化现象
• 无表面脱碳现象
• 部件明亮、光亮、有光泽 

设备操作 / 安装 / 维护
• 无周末空载
• 无持续气体消耗
• 加热时间短
• 轻松进入安装模块
• 无火警或喷水灭火系统
• 无明火
• 无易燃气体混合物
• 冷壁技术
• 无气体排放
• 能量损耗最低
• 无热辐射到大气中

不再需要保护气氛设备的辅助设备,例如:
• 防火安全设备
• 喷水灭火系统
• 排气装置
• 用于油浴的二氧化碳灭火器
• 测量车间中一氧化碳浓度的设备
• 炉顶的排烟装置(自动开关)
• 防油地面或地板或油罐
• 甲醇储罐

 

典型的硬金属部件