真空热处理工艺及设备【详细介绍】
真空热处理操作流程
真空热处理操作流程
真空热处理是一种利用特殊工艺，将材料加热到一定温度并在真空环
境下进行处理的方法。
下面将详细介绍真空热处理的操作流程。
一、材料准备
在进行真空热处理前，需要对材料进行准备。
首先要对材料进行分类，并根据材料的性质选择合适的加工方法。
其中最重要的便是确定适宜
的加热温度和持温时间。
二、真空加热
当材料准备就绪后，需要进行真空加热。
首先将加工好的材料放入真
空炉内，然后将炉门关闭。
随后，要进行抽真空，将炉内空气排除，
直到达到预定的真空度。
接下来，设定加热温度，将温度控制在预定的范围内，并保持一定的
持温时间。
此时，材料就可以在高温条件下进行处理，以达到预定的
目的。
三、冷却处理
完成真空热处理后，需要进行冷却处理。
通常采用的方法是通过水循环来进行快速冷却，以降低材料的温度。
此时，需要注意控制冷却速度和冷却时间，避免材料受到过度温度变化的影响。
四、处理结束
当冷却操作完成后，即可打开炉门，取出处理好的材料。
此时，需要对材料进行检测，以确保热处理效果达到要求。
如果材料质量符合要求，即可完成真空热处理，否则需要重新处理。
总之，真空热处理是一种非常重要的材料加工方法，其操作流程必须严格按照工艺要求进行。
只有这样才能确保材料的质量和性能达到最佳的状态。
真空热处理技术
真空热处理技术
真空热处理技术是一种在低于一个大气压的气氛环境中进行热处理的工艺，包括真空环境下的加热、冷却和保温等。
真空热处理可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳，去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。
同时，真空热处理技术还可以实现气氛控制热处理，将金属工件在1个大气压以下加热，加速化学热处理的吸附和反应过程。
真空热处理技术广泛应用于各种特殊合金热处理和一般工程用钢的热处理中，可以提高热处理质量和产品性能，同时降低生产成本和维护成本。
此外，真空热处理还可以实现多元共渗等特殊热处理工艺，如渗碳、渗氮、渗铬、渗硼等。
在设备方面，真空热处理炉的维修是真空炉管理的重要内容之一，需要定期进行维修和保养。
同时，根据不同的生产需求和工艺要求，选择合适的真空炉和热处理工艺也是非常重要的。
总的来说，真空热处理技术是一种高效、高质量、低成本的热处理工艺，在制造业和材料科学领域有着广泛的应用前景。
真空热处理工艺及操作方法
真空热处理工艺及操作方法1、真空度的概念真空为气体较稀薄的空间，在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态，统称为真空。
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
1标准大气压(1 atm)≈1.013×105Pa(帕)1Torr≈1/760atm=1 mmHg1Torr≈133Pa1Pa≈7.5 ×10- 3Torr表1 工程压力单位转换表我国将其真空区域划分为：低真空、中真空、高真空和超高真空。
目前真空热处理炉的真空度大多在103～10 -4Pa的范围内。
2、真空加热的特点2.1、防止氧化作用金属的氧化和氧化物的分解，按下式进行当真空中氧的分压大于氧化物的分解压Po2时，金属要氧化；相反，当MeO 的分解压力大于真空中的氧分压时，MeO会分解出金属来。
在真空中加热不仅使金属本身不氧化，而且使原来已氧化的金属进行还原分解，这便是除锈作用。
2.2、真空脱气作用采用真空熔炼难熔金属、活拨金属，达到充分去除H2，N2，O2的目的。
目前广泛使用的钢液真空脱气处理，使钢液更纯净，钢材更致密.提高了钢的质量。
固态金属在真空下进行热处理，同样有脱气作用。
金属的脱气，可提高它的塑性和强度。
真空度愈高，温度愈高，脱气时间愈长，有利于金属的脱气。
2.3、脱脂作用真空热处理炉，已广泛应用于易损伤的金属箔、拉丝线材和精密的带有小孔筛眼之类金属零件的脱脂处理。
因为附着在这些物件上的油脂属普通脂肪族，是碳、氢、氧化合物，蒸气压较高，在真空中加热时被挥发或分解，随即被真空泵抽走。
真空热处理虽有脱脂作用，但不能认为真空热处理前的工件可不经清洗就装人炉中，因为大量的油脂不仅污染了炉子，还会污染真空泵油损坏真空泵的性能。
2.4、真空下元素的蒸发在热处理温度范围内，常压下，金属与合金的蒸发是微不足道的。
然而，真空热处理时工件表面层中某些元素的蒸发，有时是很严重的。
常用的合金元素Zn、Mg、Mn、Al、Cr等的蒸气压较高，易蒸发，造成表面合金元素贫乏。
真空热处理工艺.
真空热处理工艺目录前言 A一、真空热处理工艺原理和真空热处理和加热特点 11、工艺原理 12、真空热处理的加热特点： 3二、真空热处理工艺参数的确定 31、真空度： 32、加热和预热温度： 43、真空淬火加热时间 4三、真空热处理的冷却方法 51、气淬 52、真空油淬 73、为减小工件变形采用的分级冷却。
94、真空水淬。
95、真空硝盐淬火。
96、炉冷或控速冷却。
9四、真空退火、真空淬火、真空回火及常用金属材料的真空淬火、回火工艺规范 91、真空退火目的 92、真空淬火： 143、真空回火 20四、常用金属材料的真空淬火、回火工艺规范。
20（1）合金结构钢和超高强度钢 20（2）弹簧钢 22（3）轴承钢 22（4）合金工具钢 23（5）高速钢 23（6）不锈耐热钢 24所谓真空热处理是工件在10-1~10-2Pa真空介质中进行加热到所需要的温度，然后在不同介质中以不同冷速进行冷却的热处理方法。
真空热处理被当代热处理界称为高效、节能和无污染的清洁热处理。
真空热处理的零件具有无氧化，无脱碳、脱气、脱脂，表面质量好，变形小，综合力学性能高，可靠性好（重复性好，寿命稳定）等一系列优点。
因此，真空热处理受到国内外广泛的重视和普遍的应用。
并把真空热处理普及程度作为衡量一个国家热处理技术水平的重要标志。
真空热处理技术是近四十年以来热处理工艺发展的热点，也是当今先进制造技术的重要领域。
一、真空热处理工艺原理和真空热处理和加热特点1、工艺原理（1）金属在真空状态下的相变特点。
在与大气压只差0.1MPa范围内的真空下，固态相变热力学、动力学不产生什么变化。
在制订真空热处理工艺规程时，完全可以依据在常压下固态相变的原理。
完全可以参考常压下各种类型组织转变的数据。
（2）真空脱气作用，提高金属材料的物理性能和力学性能。
（3）真空脱脂作用。
（4）金属的蒸发：在真空状态下加热，工件表面元素会发生蒸发现象。
表一各种金属的蒸气压-td金属达到下列蒸气压的平衡温度（℃）熔点（℃）10-2Pa10-1Pa1Pa10Pa133PaCu103511411273142216281038 Ag848936104711841353961 Be102911301246139515821284 Mg301331343515605651 Ca463528605700817851 Ba406546629730858717 Zn248292323405-419 Cd180220264321-321Hg-5.5134882126-38.9 Ae80888999611231179660Li377439514607725179Na19523829135643798K12316120726533864In74684095210881260157C22882471268129263214-Si111612231343148516701410Ti1249138415461742-1721Zr166018612001221225491830Sn9221042118913731609232Pb548625718832975328V158617261888207922071697 Nb23552539--2415 Ta25992820---2996Bi536609693802934271 Cr99210901205134215041890 Mo209522902533--2625 Mn791873980110312511244 Fe119513301447160217831535 W276730163309--3410 Ni125713711510167918841455 Pt174419042090231325821774 Au119013161465164618671063（5）表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。
真空热处理设备的分类
真空热处理设备的分类真空热处理设备是一种用于处理金属材料的高温设备，其主要功能是通过真空环境中的高温处理来改善材料的物理和化学性质。
根据不同的处理方式和工艺要求，真空热处理设备可以分为多种类型。
下面将对这些类型进行详细介绍。
一、真空退火炉真空退火炉是一种用于退火金属材料的设备。
其主要特点是在真空环境中进行加热处理，从而避免了氧化和污染等问题，同时还能够有效地改善材料的物理性能和化学性质。
真空退火炉通常由加热室、真空系统、控制系统等组成，并可根据不同的工艺要求进行定制。
二、真空淬火炉真空淬火炉是一种用于淬火金属材料的设备。
其主要特点是在高温下进行加热处理后，在快速冷却过程中使材料达到所需硬度，并保持其优异性能。
与传统淬火方法相比，真空淬火可以避免氧化、变形等问题，并且具有更高的成品率和更好的重复性。
三、真空热处理炉真空热处理炉是一种综合性的设备，可以实现多种不同的加工工艺，如退火、淬火、回火、时效处理等。
其主要特点是在真空环境中进行高温加工，并能够精确控制温度、时间和气氛等参数，从而达到所需的加工效果。
四、真空气体渗透炉真空气体渗透炉是一种用于表面改性金属材料的设备。
其主要特点是在高温下将金属材料与气体反应，在表面形成一层新的化合物或固溶体，从而改善材料的性能。
真空气体渗透炉通常由加热室、气体供应系统、控制系统等组成，并可根据不同的工艺要求进行定制。
五、真空油淬炉真空油淬炉是一种用于淬火金属材料的设备。
其主要特点是在高温下进行加热处理后，在快速冷却过程中使材料达到所需硬度，并保持其优异性能。
与传统淬火方法相比，真空油淬可以避免氧化、变形等问题，并且具有更高的成品率和更好的重复性。
六、真空钎焊炉真空钎焊炉是一种用于金属材料钎焊的设备。
其主要特点是在真空环境中进行加热处理，从而避免了氧化和污染等问题，并且能够精确控制温度和时间等参数，从而达到所需的钎焊效果。
真空钎焊炉通常由加热室、真空系统、控制系统等组成，并可根据不同的工艺要求进行定制。
RH真空精炼的设备与工艺
RH真空精炼的设备与工艺RH真空精炼是一种常用的精炼方法，主要用于钢铁行业中的不锈钢和合金钢的生产。
该方法通过在真空环境中加入合适的精炼剂，能够有效地去除钢中的杂质和氧化物，并调整钢的成分和性能。
以下将详细介绍RH真空精炼的设备和工艺。
设备方面，RH真空精炼系统主要包括RH倾转炉、真空系统、废气处理系统和渣料处理系统等。
首先是RH倾转炉。
RH倾转炉是RH真空精炼的核心设备。
其主要由中间底吹氧气的底吹装置、底吹气包和真空系统组成。
底吹装置通过底吹氧气将气泡产生在钢水中，增加钢水的搅拌作用，并加快精炼作用。
底吹气包用于调整底吹氧气的流量和压力，以及维持正压状态，防止外界气体进入。
真空系统则保证整个操作过程中的真空环境，确保精炼的有效进行。
其次是废气处理系统。
在RH精炼过程中，废气中会含有大量的有害气体和杂质。
废气处理系统通过一系列的处理设备，如热交换器和吸附装置等，将废气中的有害气体和杂质去除，净化废气，以达到环境保护的要求。
同时，废气处理系统还能回收其中的一些有价值的矿物质和能量，实现资源的循环利用。
最后是渣料处理系统。
在RH精炼过程中，会产生大量的渣料。
渣料处理系统主要将这些渣料进行分类、分离和处理。
其中，一部分渣料可以通过回收再利用，另一部分则需要进行安全的处置。
因此，渣料处理系统的重要任务是实现渣料的无害化处理和资源的最大化利用。
在工艺方面，RH真空精炼的主要流程包括开始吹氩，熔化，通冶炼剂倾吐，混炼和钢水倾出等。
具体流程如下：1.开始吹氩：首先需要对RH倾转炉进行预处理，清除其中的氧气和水蒸气等杂质，以保证真空环境的形成。
然后，通过底吹装置对钢水进行底吹氩处理，将炉中的气体排除。
2.熔化：将预处理后的钢水加热至熔化温度，并通过底吹氩进一步搅拌，以提高炉内的液相搅动作用。
3.通冶炼剂倾吐：在炉内形成真空环境后，通过合适的接口，将精炼剂倾吐入炉中。
精炼剂可以是气体、粉末或液体等形式，用于去除钢中的杂质和氧化物。
真空热处理炉介绍
真空热处理炉介绍全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：真空热处理炉是一种广泛应用于金属、陶瓷、玻璃等材料的热处理设备，它通过在真空环境下进行加热、保温和冷却的过程，改善材料的物理性能和化学性能。
真空热处理炉具有温度均匀、温度控制精准、能耗低、环保等优点，在现代工业生产中得到了广泛的应用。
一、真空热处理炉的工作原理真空热处理炉是利用真空环境进行热处理的设备，其主要工作原理是通过将加热元件放入真空室内，利用电加热的方式提高室内温度，使待处理的材料在真空环境下进行均匀加热。
经过一定时间的加热保温后，再通过控制冷却系统将材料冷却至室温。
整个过程中，可以实现对材料温度、保温时间等参数进行精确控制，从而达到所需的热处理效果。
真空热处理炉主要由真空室、加热元件、控制系统、冷却系统和排气系统等部分组成。
真空室是真空热处理炉的核心部件，它能够在真空环境下进行高温加热和保温，并且具有较好的保温性能。
加热元件通常采用电阻加热器或电磁感应加热器，用于提供加热功率以及控制加热温度。
控制系统则负责监控和控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理过程的稳定性和准确性。
冷却系统则负责将材料冷却至室温，并且通常采用水冷或气冷方式进行散热。
排气系统则用于将真空室内的气体排放出去，维持真空环境。
真空热处理炉广泛应用于电子、航空航天、汽车、机械、医疗器械等行业，用于改善材料的硬度、韧性、耐腐蚀性、抗疲劳性等性能。
在电子行业，真空热处理炉常用于半导体材料的退火、固化等过程；在航空航天领域，真空热处理炉则用于航空发动机零部件的强度提升和表面处理；在汽车制造业，真空热处理炉可以用于汽车发动机、变速箱等零部件的强度提升和寿命延长。
随着现代工业技术的不断发展，真空热处理炉也在不断更新换代，并且出现了许多新型的真空热处理设备。
采用高温合金材料制成的真空热处理炉具有更高的温度范围和更长的使用寿命；采用自动化控制系统的真空热处理炉可以实现远程监控和智能化操作；采用能源回收技术的真空热处理炉具有更高的能效和更低的能耗。
真空炉热处理的实际操作流程和方法
真空炉热处理的实际操作流程和方法
真空炉热处理是一种高温处理方法，将材料置于真空环境中进行加热，通过调整加热时间、温度、真空度等参数，改变材料的组织结构和性能。
下面是真空炉热处理的实际操作流程和方法：
1. 准备工作：将待处理材料清洗干净，并进行表面处理，如抛光、喷砂等，以保证材料表面光洁度和质量。
2. 将材料放入真空炉：将处理好的材料放入真空炉中，并保持材料的位置稳定。
3. 真空排气：打开真空炉的排气阀门，将炉内空气排出，直到达到所需真空度。
4. 加热处理：根据材料的不同要求，设置加热时间和温度。
当达到所需温度后，保持一段时间，以达到所需处理效果。
5. 冷却：当处理完成后，关闭加热器，让材料自然冷却，或者通过通入氮气等方法进行冷却。
6. 取出材料：当材料完全冷却后，打开真空炉门，取出处理好的材料。
7. 检查和测试：对处理后的材料进行检查和测试，如硬度、拉伸强度、显微组织等，以确认处理效果是否符合要求。
总之，真空炉热处理需要严格遵循操作规程和安全规范，以确保处理效果和人员安全。
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真空热处理工艺及设备【详细介绍】
真空热处理工艺及设备
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真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。
真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的，热处理质量大大提高。
与常规热处理相比，真空热处理的同时，可实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。
一、真空热处理工艺原理和真空热处理和加热特点工艺原理
（1）金属在真空状态下的相变特点。
在与大气压只差0.1MPa范围内的真空下，固态相变热力学、动力学不产生什么变化。
在制订真空热处理工艺规程时，完全可以依据在常压下固态相变的原理。
完全可以参考常压下各种类型组织转变的数据。
（2）真空脱气作用，提高金属材料的物理性能和力学性能。
（3）真空脱脂作用。
（4）金属的蒸发：在真空状态下加热，工件表面元素会发生蒸发现象。
（5）表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。
6）金属实现无氧化加热所需的真空度。
在考虑工作真空度时应注意几点：
（1）在900℃以前，先抽0.1Pa以上高真空，以利脱气。
（2）10-1Pa进行加热，相当于1PPM以上纯度惰性气体，一般黑色金属就不会氧化。
（3）充入惰性气体时，如充133Pa，（50%N2+50%H2）的氮氢混合气体，其效果比10-2～10-3Pa真空还好。
此时氧分压66.5Pa是安全的。
（4）真空度与钢表面光亮度有对应关系。
（5）一般10-3~133Pa真空范围内，真空度温差为±5℃，如气压上升，温度均匀性下降，所以充气压力应尽量可能低些。
真空高压气冷淬火技术
当前真空高压气冷淬火技术发展较快，相继出现了负压高流率气冷、加压气冷、高压气冷、超高压一气冷等新技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，变形小，还有高效、节能、无污染等优点。
真空高压气冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不锈钢和特殊合金的固溶、时效，离子渗碳和碳氮共渗，以及真空烧结，钎焊后的冷却和淬火。
用高压氮气冷却淬火时、被冷却的负载只能是松散型的，高速钢可淬透至70～100mm，高合金热作模具钢可达25～100mm。
用1000kPa高压氮气冷却淬火时，被冷却负载可以是密集型的，比600kPa冷却时负载密度提高约30%～4O%。
用2000kPa超高压氮气或氦气和氮气的混合气冷却淬火时，被冷却负载是密集的并可捆绑在一起。
其密度较600kPa氮气冷却时提高80%～150%，可冷却所有的高速钢、高合金钢、热作工模具钢及铬钢和较多的合金油淬钢，如较大尺寸的锰钢。
具有单独冷却室的双室气冷淬火炉的冷却能力优于相同类型的单室炉。
200kPa 氮气冷却的双室炉的冷却效果和400kPa的单室炉相当。
但运行成本、维修成本低。
由于我国基础材料工业（石墨、钼材等）和配套元器件（电动机）等水平有待提高。
所以在提高600kPa单室高压真空护质量的同时，发展双室加压和
高压气冷淬火炉比较符合我国的国情。
真空渗氮技术
真空渗氮是使用真空炉对钢铁零件进行整体加热、充入少量气体，在低压状态下产生活性氮原子渗入并向钢中扩散而实现硬化的；而离子渗氮是靠晖光放电产生的活性N离子轰击并仅加热钢铁零件表面，发生化学反应生成核化物实现硬化的。
真空渗氛时，将真空炉排气至较高真空度0.133Pa后，将工件升至，530～560℃，同时送入氨气或复合气体，并对各种气体的送入量进行精确控制，炉压控制在0.667Pa，低压状态能加快工件表面的气体交换，活跃的N元素(或N，C)来自化学反应及氨气，保温3～5h后，用炉内惰性气体进行快速冷却。
不同的材质，经此处理后可得到渗层深为20～80μm、硬度为600～1500HV的硬化层。
真空渗氮有人称为真空排气式氮碳共渗，其特点是通过真空技术，使金属表面活性化和清净化。
在加热、保温、冷却的整个热处理过程中，不纯的微量气体被排出，含活性物质的纯净复合气体被送入，使表面层相结构的调整和控制、质量的改善、效率的提高成为可能。
经X射线衍射分析证实，真空渗氮处理后，渗层中的化合物层是ε单相组织，没有其他脆性存在，所以硬度高，韧性好，分布也好。
“白层”单相ε化合物层可达到的硬度和材质成分有关。
材质中含铬量越高，硬度也呈增加趋势。
铬13%时，硬度可达到1200HV；含铬18%（质量分数，余同）时，硬度可达1500HV；含铬25%时，硬度可达1700HV。
无脆性相的单相ε化合物层的耐磨性比气体氮碳共渗组织的耐磨性高，抗摩擦烧伤、抗热胶合、抗熔敷、抗熔损性能都很优异。
但该“白层”的存在对有些模具和零件也有不利之处，易使锻模在锻造初期引起龟裂，焊接修补时易生成针孔。
真空渗氮还有一个优点，就是通过对送入炉内的含活化物质的复合气体的种类和量的控制，可以得到几乎没有化合物层（白层），而只有0.1-1mm扩散层的组织。
其原因可能是在真空炉排气至0.133Pa后形成的，另一个原因是带有活性物质的复合气体在短时间内向钢中扩散形成的组织。
这种组织的优点是耐热冲击性、抗龟裂性能优异。
因而对实施高温回火的热作模具，如用高速钢钢制模具可以得到表面硬度高、耐磨性好、耐热冲击性好、抗龟裂而又有韧性的综合性能；但仅有扩散层组织时，模具的抗咬合性、耐熔敷、熔损性能不够好。
由于模具或机械零件的服役条件和对性能的要求不一，在进行表面热处理时，必需调整表面层的组织和性能。
真空渗氮除应用于工模具外，对提高精密齿轮和要求耐磨耐蚀的机械零件以及弹簧等的性能都有明显效果，可接受处理的材质也比较广泛。
真空高压气冷等温淬火
形状复杂的较大工件从高温连续进行快速冷却时容易产生变形甚至裂纹。
以往可用盐浴等温淬火解决。
在单室真空高压气冷淬火炉中能否进行气冷等温淬火呢？在带有对流加热功能的单室高压气冷淬火炉中对两组φ320mm×120mm两块
叠装的碳素结构钢用不同冷却方式淬火后的对化结果。
一组是在1020℃加热后，在600kPa压力下连续用高纯氮气冷却（风向是上、下相互交替，40s切换一次）的结果。
另一组是对试样表面、心部进行370℃时的控制冷却。
从两组曲线的对比可以看出，心部温度通过500℃的时间（半冷时间）只差约2min。
从表面进行控制冷却开始到心部温度到达370℃附近，需27min。
由此可见，在单室真空高压气淬火炉进行等温气冷淬火是可行的。
真空清洗与干燥技术
目前有的热处理还离不开清洗干燥工序，尤其需油冷的各类热处理，清洗干燥的任务更繁重、难度也更大。
国际上使用效果最佳的清洗剂是卤素系清洗剂。
发达国家，如日本使用的卤素系清洗剂的比例如表1所示。
其中三氯乙烷、氟里昂因属破坏大气臭氧层物质，已被禁止使用。
其他卤素系物质也因对生态环境、人、畜有害而被限制使用。
所以各国都在研究各种替代型的清洗干燥技术。
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