實(shí)踐證明，模具零件采用真空熱處理是自前最佳方式。真空熱處理后模具 壽命普遍有所提高，一般可提高40%〜400%。真空熱處理的關(guān)鍵是采用合適的 設(shè)備即真空退火爐、真空淬火爐和真空回火。

1.真空熱處理爐

1) 真空退火爐其主要特點(diǎn)是真空度要求高（10-2~10-3Pa)，爐子的升降應(yīng) 能自動(dòng)控制，最好為微機(jī)系統(tǒng)。若有快冷裝置，則可提高生產(chǎn)率。工藝與非真空 爐退火基本相同；

2) 真空洋火爐氣淬爐比淬油爐好。油淬時(shí)工件表面會(huì)出現(xiàn)白亮層（其組織 為大量殘留余奧氏體，不能用溫度為560℃左右的一般回火加以消除，需要更高 溫度即700〜800℃才能消除)。氣淬的表面質(zhì)量好、變形小，不需清洗，爐子結(jié) 構(gòu)也較簡單。一般處理高合金模具鋼或高速鋼模具工件選用高壓氣淬爐或氣淬爐 為理想。如采用壓力為0.5〜0.6MPa的髙壓氣淬時(shí)，φ80-110mm的工件能淬 硬。

3)真空回火爐是不可缺少的，有些單位無配套的真空回火爐而用普通爐回 火，往往會(huì)出現(xiàn)表面質(zhì)量差、硬度不均勻、回火不足等缺陷。若處理有回火脆性 的鋼種，一定要快冷，采用工作溫度在700℃以下可進(jìn)行對(duì)流加熱的高壓氣淬爐 最為理想，且一爐兩用。

2.真空熱處理工藝

1) 清洗

采用真空脫脂方法是目前最先進(jìn)和可靠的方法。

2)真空度是重要的工藝參數(shù)

在高溫高真空度下，鋼中的合金元素易蒸發(fā)， 會(huì)影響模具零件表面質(zhì)量和性能。

模具鋼加熱溫度與真空度要求的關(guān)系如表3-1。

表3-1橫具鋼加熱溫度與真空度的關(guān)系

3)加熱與預(yù)熱溫度

真空熱處理的加熱溫度為1000~1100℃時(shí)，應(yīng)在 800℃左右進(jìn)行一次預(yù)熱。加熱溫度高于1200℃時(shí)，形狀簡單、小型的零件，在 850℃進(jìn)行一次預(yù)熱；較大的或形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)進(jìn)行兩次預(yù)熱。第一次500-600℃;第二次850℃左右。

4)保溫時(shí)間

由于真空加熱主要靠輻射，而低溫時(shí)輻射加熱較慢，故平均 加熱速度比有對(duì)流的爐子慢，加熱時(shí)間相應(yīng)要延長，一般認(rèn)為真空加熱時(shí)間為鹽 浴爐的6倍；空氣爐加熱時(shí)間的2倍。

設(shè)K為保溫時(shí)間系數(shù)，B為工件有效厚度，T為時(shí)間裕量，則保溫時(shí)間C 可按下式計(jì)算:C=KB+T。K值和T值見表3-2。

表3-2真空淬火保溫時(shí)間計(jì)算參數(shù)

5)冷卻真空爐

常用冷卻氣體為H2、He、N2、Ar。如以H2的冷卻時(shí)間為1,則He、N2、Ar的冷卻時(shí)間分別為1.2、1.5、1.75�？諝庵袣錃夂�量大于5% 時(shí)，就有爆炸危險(xiǎn)。所以H2雖然冷卻最快，但人們?nèi)匀缓苌俨捎�。H2氣的價(jià)格 為N2氣的10倍。國外最佳氣體選擇為60%〜70%的He和30%〜40%的N2。0.6MPa 以上真空爐冷卻氣體可采用凈化裝置，再生利用，氣體可多次循環(huán)利用（一般可 達(dá)50次)，可降低熱處理成本。國內(nèi)真空爐采用高純氮（99.99%)較多。一般 用液氮裝置。實(shí)踐證明：0.6MPa循環(huán)氣體，流速為60〜80m/s時(shí)，其冷卻能力 已達(dá)到或超過550℃鹽浴冷卻或冷卻流態(tài)床。有較滿意的冷卻效果。常用模具鋼 真空熱處理工藝見表3-3。

表3-3常南模具鋼真空熱處理工藝

3.模具零件真空熱處理時(shí)注意點(diǎn)

1) 葛利茲模具材料含有較多的合金元素，蒸氣壓較高的元素（如Al、Mn、Cr、Si、 Pb、Zn、Cu等）在真空中加熱時(shí)易發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象，所以要適當(dāng)控制淬火加熱時(shí) 的真空度，以防止合金元素的揮發(fā)。尤其是含Cr量高的鋼種。

2) 為減少加熱模具零件因內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，對(duì)復(fù)雜的 或大截面的模具零件要進(jìn)行多次預(yù)熱，而且，升溫速度也不能太快。這是減少或 防止變形的關(guān)鍵之一。

3) 髙速鋼、高Cr鋼和3Cr2W8V鋼等較大截面的氣淬鋼模具零件，應(yīng)盡量 推薦在髙壓氣淬爐內(nèi)進(jìn)行處理。如氣冷速度不夠要進(jìn)行油淬時(shí)，必須采用氣冷油 淬工藝，以防油淬后工件表面出現(xiàn)白亮層組織。

4) 真空淬火加熱溫度基本上可與鹽浴加熱和空氣加熱的溫度相同或略低一 些。但應(yīng)注意，升溫時(shí)工件升溫速度遠(yuǎn)比爐溫（指示溫度）慢，故均溫、保溫時(shí) 間視裝爐情況，要適當(dāng)延長。

5) 裝料的合理與否對(duì)熱處理后質(zhì)量關(guān)系很大，考慮到真空加熱是以輻為 主，模具零件在爐內(nèi)應(yīng)放置適當(dāng)，小零件需要用金屬網(wǎng)分隔，使加熱和冷卻均勻。

鋼的真空熱處理工藝還可參考熱處理工藝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9210—1999《鋼的真空熱處理》。

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