真空热处理原理和工艺
来源：成都新德南光机械设备有限公司 | 发布时间：2024-08-24 |
真空热处理是一种在真空环境中进行的金属材料热处理工艺，其主要目的是通过受控条件下的加热和冷却来改变材料的物理和化学性质，从而提高材料的性能。
真空热处理工艺有真空退火、正火、时效、调质等。
真空退火和正火
真空退火和正火用于经过热加工的毛坯。
含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用真空退火处理；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。真空退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的真空热处理作准备。真空退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。
时效处理
时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。
除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。
调质
调质即是在真空淬火后进行高温真空回火处理，它能获得均匀细致的真空回火索氏体组织，为以后的表面真空淬火和渗氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备真空热处理。由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终真空热处理工序。
真空热处理工艺
真空淬火
真空淬火有表面真空淬火和整体真空淬火。其中表面真空淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面真空淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面真空淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等真空热处理作为预备真空热处理。其一般工艺路线为：下料→锻造→正火（真空退火）→粗加工→调质→半精加工→表面真空淬火→精加工。
真空渗碳淬火
真空渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经真空淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳真空淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。
其工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗、半精加工→真空渗碳淬火→精加工。当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后，切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，真空淬火前进行。
真空渗氮
渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过0.6~0.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温真空回火。
