真空淬火的变形问题解决措施

真空炉中的加热主要依靠辐射传热的方式进行，对流传热作用很少，因此靠近加热元件的刀具比“背阴”（不直接面向辐射体的一方）处要快，相应的在淬火加热温度下的保温时间也就不同，碳化物的溶解程度不同，致使红硬性上有差别。另外360°方向吹气冷却的真空炉，气流吹向负载的周边，四周比心部的冷却要快，进一步加剧了红硬性的差别。要想解决这种差异，一方面适当延长淬火保温时间，保证炉内各部位的刀具都烧透，另一方面真空炉本身的冷却方式、冷却速度也有影响，如冷却风机的启动方式、炉内气体的流向等。目前，真空炉气体的冷却方式除360°圆周冷却方式外还有上下方形冷却方式，上下方形冷却时气流穿过负载，有利于多层放置的小工件。所以，应根据工件的特点选用相应的炉型。

 

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。

 

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。

 

真空炉炉体材质对产品质量的影响

由于高速钢是高温淬火，炉体保温材质的性能除了对设备使用寿命、降低生产成本有着很大的影响外，对热处理的效果及产品质量也有很大的影响。

 

我们在2012年对真空炉进行了大修，更换了炉胆、加热元件等部件，由于忽视了炉胆碳素纤维的质量，维修后按正常工艺淬火回火的刀具硬度居高不下，逐步反复提温回火至600℃才将其硬度降至63～66HRC，但该批刀具发往用户后，用户复检时发现硬度只有58～60HRC。再次分析前后硬度差异的原因，这才恍然大悟原来淬火回火后的高硬度仅限于表面层，热处理后机加工把表面的高硬度层磨掉了，刀具内部真实的硬度并不高。至于表面高硬度是由于新炉胆碳纤维中的碳挥发，在高温加热过程中碳原子渗入刀具表面，造成了硬度高的假象。由于忽视了设备的影响，采取了错误的工艺措施，导致了废品。

 

此外，炉内挥发的碳纤维还会污染加热元件，严重时使加热元件放电打火，一旦打火的火弧冲击到工件上，就会造成工件表面局部烧伤，影响质量。我们的Cr12MoV模具板件当时有过烧伤三次的教训。这种碳纤维的污染一直经历了半年的挥发、抽气才慢慢消去。因此，在确定炉衬时应注意选用密度高、质量好或者经过一些表面处理工艺进行保护的碳素纤维材料。

 

真空热处理是清洁、节能、先进的热处理技术，但在实际应用中还需要注意一些问题，只有不断掌握规律，采取措施，扬长避短，才能充分发挥其特有的优势。