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绿色环保技术--真空热处理

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 真空热处理作为一种绿色环保技术,经过多年的发展,特别是高压气淬炉的广泛应用,使得工模具的真空热处理具有很多优势:无污染;一次装炉量大;节能;少无氧化脱碳;控温精度高;下面就真空热处理在工模具中的应用及常见问题分析和解决对策,做出回顾总结。  

一、小刀具的真空淬火  

直径6mm以下的小刀具由于变形、容易掉落盐浴中等问题无法直接在盐浴中加热淬火,需制作专用工装,装套筒隔盐加热。虽然对套筒进行预抽真空,但受预抽真空的程度、套筒本身的氧化状态、盐炉温度波动大等影响所淬刀具还是会产生氧化脱碳、硬度稳定性差等问题。采用自动控制的真空炉加热淬火,很好的解决了这些问题,质量稳定性大大提高,而且一次装炉量大,省时省力。但在真空淬火时又遇到其他一些问题:  

1.淬火后刀具相互粘连问题  

对于细长杆状的小刀具,为防止加热变形,装炉要求自然垂直竖立。生产上采用装入套筒的方法,即将几十件刀具理顺插入一个套筒中立直。为防止刀具歪斜,必须使套筒内的刀具紧密靠拢。在这种情况下真空淬火后时常出现刀具粘连的现象,严重时粘成一团很难磕开。造成粘连的原因是由于铬等合金元素在真空状态下蒸发,蒸发出来的气体状金属粘附在刀具表面造成相互粘连,不仅污染表面影响光度,还会造成工件表面硬度低、软点等问题。  

为减小或防止粘连必须注意,加热到850℃以上时及时回充氮气分压,通过降低真空度防止这类现象的产生。对这种密集排列的情况而言,回充氮气的分压应保持在800~1000Pa才能使淬火的刀具光亮无粘连。  

2.真空淬火的刀具不耐回火,硬度低  

国产真空炉,6bar压力淬火的普通高速钢刀具,560℃回火后没有二次硬化现象,有时甚至存在硬度下降的趋势,反映出的结果是不耐回火。为防止回火时硬度下降,我们选用下限温度540~550℃回火。    

 

二、真空淬火的变形问题  

大家普遍认为淬火变形小是真空淬火的优势之一,但在实际生产中并非完全如此,对于细长杆件和薄的圆片状刀具,圆周360°冷却的真空炉淬火的变形量远远大于盐浴淬火。真空炉中淬火时气体流向对工件的淬火变形有着至关重要的意义。圆周冷却方式冷却时气体流向工件四周,易导致工件变形,而上下方形冷却方式气体能均匀流经竖直放置的工件,变形要小。  

为避免工件淬火变形,装炉方式也很重要,原则上气体应均匀流经工件,工件不能因自身重量或相互挤压而变形。  

三、真空淬火脱碳问题  

在真空加热时,由于氧分子稀薄,氧的分解压很低,氧化作用被抑制,通常情况下不会在加热过程中发生氧化、脱碳以及其它化学腐蚀。但是,对于已存在脱碳层的工件,在真空状态加热时表面脱碳层有加深、加剧的情况发生。为什么在真空状态脱碳层会加重,既然与氧的反应被抑制,那么可能是与碳原子在金属内的扩散有关。加热时在脱碳与未脱碳的交界区碳原子会向低碳区发生扩散,真空加热的时间又长,致使脱碳层加深。因此,千万不要认为真空不氧化就把表面略有脱碳的工件放入真空炉加热,这有可能使得脱碳更严重,影响成活硬度。