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真空熱處理是真空技術(shù)與熱處理技術(shù)相結(jié)合的新型熱處理技術(shù)，真空熱處理所處的真空環(huán)境指的是低于一個大氣壓的氣氛環(huán)境，包括低真空、中等真空、高真空和C高真空，真空熱處理實(shí)際也屬于氣氛控制熱處理。真空熱處理是在熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下進(jìn)行的，真空熱處理可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有的常規(guī)熱處理所能涉及的熱處理工藝，熱處理質(zhì)量大大提高。與常規(guī)熱處理相比，真空熱處理的同時，可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂除氣等作用，從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。

真空熱處理是指金屬制件在真空或先抽真空后通惰性氣體條件下加熱，然后在油或氣體中淬火冷卻的技術(shù)。由于真空熱處理時，工件基本不氧化，鋼件不脫碳，采用通氣對流加熱方式還可使加熱均勻，減少表面和心部的溫差，從而也減少畸變。目前它已成為優(yōu)質(zhì)工模具不可或缺和S選的熱處理工藝。更為可貴的是，真空熱處理在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生任何污染環(huán)境的物質(zhì)，從而被大家公認(rèn)屬于清潔生產(chǎn)技術(shù)范疇�？梢院敛豢鋸埖卣f，真空熱處理已成為當(dāng)前先進(jìn)熱處理生產(chǎn)技術(shù)的主要標(biāo)志。當(dāng)前真空熱處理發(fā)展的主要特點(diǎn)是對流加熱、高壓氣淬、低壓滲碳、離子滲碳、乙炔滲碳等諸方面。

真空熱處理技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種新型的熱處理技術(shù)，它所具備的特點(diǎn)，正是模具制造中所迫切需要的，比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣，消除氫脆，表面質(zhì)量好，變形微小，綜合力學(xué)性能優(yōu)異，***無公害，自動化程度高等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，從而提高材料（零件）的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度。真空熱處理技術(shù)在我國近年得到迅速發(fā)展。它所具備的特點(diǎn)正是模具制造中所迫切需要的。

零件經(jīng)真空熱處理后，畸變小，質(zhì)量高，且工藝本身操作靈活，無公害。因此真空熱處理不僅是某些特殊合金熱處理的必要手段，而且在一般工程用鋼的熱處理中也獲得應(yīng)用，特別是工具、模具和精密耦件等，經(jīng)真空熱處理后使用壽命較一般熱處理有較大的提高。例如某些模具經(jīng)真空熱處理后，其壽命比原來鹽浴處理的高40～400%，而有許多工具的壽命可提高3～4倍左右。此外，真空加熱爐可在較高溫度下工作，且工件可以保持潔凈的表面，因而能加速化學(xué)熱處理的吸附和反應(yīng)過程。因此，某些化學(xué)熱處理，如滲碳、滲氮、滲鉻、滲硼，以及多元共滲都能得到更快、更好的效果。

真空加熱緩慢、零件內(nèi)外溫差較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。熱處理過程的計算機(jī)模擬技術(shù)的成功開發(fā)和應(yīng)用，使得模具的智能化熱處理成為可能。由于模具生產(chǎn)的小批量（甚至是單件）、多品種的特性，以及對熱處理性能要求高和不允許出現(xiàn)廢品的特點(diǎn)，又使得模具的智能化熱處理成為必須。國外工業(yè)發(fā)達(dá)**，如美國、日本等，在真空高壓氣淬方面，發(fā)展的也很快，主要針對目標(biāo)也是模具。

我國真空熱處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)滿足工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的需求，結(jié)合我國國情，應(yīng)當(dāng)集中力量發(fā)展急需適用的先進(jìn)真空熱處理技術(shù)，主要優(yōu)先發(fā)展的真空熱處理關(guān)鍵技術(shù)如下：具有低溫對流加熱和分級等溫淬火功能的真空高壓氣淬熱處理技術(shù)及智能控制系統(tǒng)；連續(xù)式真空熱處理生產(chǎn)線及智能控制系統(tǒng)；真空清洗技術(shù)；真空滲氮技術(shù)；真空滲碳中碳黑污染、尖角過滲問題；各種典型模具鋼的真空熱處理工藝的制度化；真空熱處理爐的高效率化。

一般而言，把充滿低于大氣壓的特定空間稱之為真空，如果將一般熱處理的加熱、保溫等過程放在負(fù)壓的氣氛中進(jìn)行，就是真空熱處理。真空熱處理技術(shù)具有綜合力學(xué)性能優(yōu)異和一系列突出優(yōu)點(diǎn)，多年來一直是國際熱處理技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。在熱加工生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的熱處理和現(xiàn)代化的真空技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成了先進(jìn)的真空熱處理技術(shù)。

模具真空熱處理中主要應(yīng)用的是真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持工件(如模具)真空加熱的優(yōu)良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制定非常重要，模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。對于熱處理后不再進(jìn)行機(jī)械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的工件(模具)，它可以提高與表面質(zhì)量相關(guān)的機(jī)械性能，如疲勞性能、表面光亮度、耐腐蝕性等。真空熱處理工藝的研究和應(yīng)用已遍及退火、油(氣)淬、高壓氣淬、滲碳、滲氮、滲金屬、回火、燒結(jié)、釬焊、涂敷、清洗等多個L域，并取得了長足的進(jìn)展。

模具鋼經(jīng)真空熱處理后有良好的表面狀態(tài)，變形小。與大氣下的淬火比較，真空油淬后模具表面硬化比較均勻，而且略高一些，主要原因是真空加熱時，模具鋼表面呈活性狀態(tài)，不脫碳，不產(chǎn)生阻礙冷卻的氧化膜。在真空下加熱，鋼的表面有脫氣效果，因而具有較高的力學(xué)性能，爐內(nèi)真空度越高，抗彎強(qiáng)度越高。真空淬火后，鋼的斷裂韌性有所提高，模具壽命比常規(guī)工藝普遍提高40%～400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技術(shù)已得到較廣泛的使用。

70年代真空熱處理技術(shù)在我國發(fā)展初期，人們主要研究探討真空熱處理的基本性質(zhì)，加熱特點(diǎn)，金屬蒸發(fā)問題和金屬在真空下加熱工藝的基本規(guī)律以及變形問題，同時開展了典型熱處理工藝的研究，進(jìn)行了真空油淬和真空氣淬的工藝研究相應(yīng)用，為真空熱處理技術(shù)的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。80年代以來，真空熱處理技術(shù)在我國迅速發(fā)展，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備增多，真空熱處理(井式爐熱處理工件的硬度檢測方法)工藝應(yīng)用日益廣泛。

高壓氣淬工藝、真空滲碳技術(shù)、真空燒結(jié)、真空釬焊、真空離子滲碳（氮、金屬）技術(shù)的研究和應(yīng)用相繼展開，真空熱處理技術(shù)開始從研究試驗(yàn)和少量生產(chǎn)走向工業(yè)生產(chǎn)L域。隨著技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)入90年代以來，真空熱處理工藝技術(shù)出現(xiàn)了許多新技術(shù)新特點(diǎn)，高壓氣淬和C高壓氣淬的應(yīng)用，真空加熱的熱風(fēng)循環(huán)回火和快速冷卻技術(shù)，真空清洗技術(shù)，真空熱處理設(shè)備和工藝智能控制系統(tǒng)，真空滲氮技術(shù)、真空離子滲碳等技術(shù)蓬勃發(fā)展，在美、日等發(fā)達(dá)國成為新技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。我國跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合國情積極研究，開發(fā)了真空熱處理新技木新設(shè)備，如高壓氣淬工藝，真空回火熱風(fēng)循環(huán)快冷技術(shù)，連續(xù)式真空熱處理工藝和真空滲碳、真空滲氮工藝等。在真空清洗技術(shù)、真空熱處理工藝智能化控制系統(tǒng)和高溫離子熱處理等L域也正在進(jìn)行研究探索和工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)試驗(yàn)。我國真空熱處理工藝的研究和應(yīng)用已經(jīng)遍及真空退火、真空油（氣）淬火真空高壓氣體淬火、真空負(fù)壓高流率氣體淬火、真空滲碳、滲氮、真空回火、真空燒結(jié)、真空釬焊、真空滲金屬、真空離子滲碳、真空清洗、真空噴涂等廣闊L域，取得了長足的進(jìn)展。我國現(xiàn)有專業(yè)性真空熱處理設(shè)備生產(chǎn)廠家33家，主要產(chǎn)品有真空油（氣）淬火爐、真空高壓氣淬爐、真空回火爐、真空釬焊爐、真空燒結(jié)爐、真空滲碳爐、離子滲碳（氮）爐和真空連續(xù)爐等真空熱處理設(shè)備。

模具真空熱處理設(shè)備就是真空熱處理爐，真空熱處理爐在上世紀(jì)20年代才出現(xiàn)，至今已半個多世紀(jì)，60年代由于石墨材料的廣泛應(yīng)用，加之宇航、電子等工業(yè)的迫切需要，使真空熱處理爐得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的真空爐，從數(shù)量、性能、應(yīng)用上得到提高和發(fā)展，并不斷向自動化、大型化、連續(xù)化方向發(fā)展。目前，生產(chǎn)真空爐，并提供真空熱處理的廠家很多。在美國較大工廠的熱處理車間都有真空爐，可接受真空熱處理的廠家有幾百家。日本、德國、英國、法國、意大利等國也是真空熱處理爐較發(fā)達(dá)的**，如日本的海斯公司、英國的托瓦斯公司。我國真空熱處理爐發(fā)展速度更為可觀，雖然所占的比例還很低，但從無到有，近20多年來可生產(chǎn)真空熱處理爐的廠家有30多家，已生產(chǎn)各種真空熱處理爐近千臺。

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車用模具的制造水平也得到了日新月異的提高。在汽車生產(chǎn)中，幾乎所有的模具類型都已被涉獵，如冷沖模、熱鍛模、冷鐓模、熱鐓模、壓鑄模和鑄塑模等，因此汽車制造對模具的需求量特別大。對一個汽車企業(yè)來說，隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，車型原來的30年一貫制，現(xiàn)改為一年內(nèi)上幾個車型。一般中型載重汽車的改型需要模具4000多套，重量達(dá)2000t。模具費(fèi)用已占產(chǎn)品成本的15%～30%，它的總產(chǎn)值在工業(yè)發(fā)達(dá)**已經(jīng)C過機(jī)床工業(yè)。汽車質(zhì)量的改善、生產(chǎn)效率的提高、成本的降低，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，在很大程度上取決于模具的制造精度和質(zhì)量、制造周期、生產(chǎn)成本及使用壽命等因素。所以有人說，模具是汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，它是汽車制造業(yè)走向成熟的標(biāo)志。支持模具制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)是模具材料工業(yè)。近幾年來，隨著技術(shù)的引進(jìn)和提高，模具制造業(yè)的發(fā)展極為迅速。

真空熱處理所具備的特點(diǎn)，正是模具制造中所迫切需要的。如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣、消除氫脆，從而提高材料(模具)的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度。真空加熱緩慢、零件內(nèi)外溫度較小等因素，決定了真空熱處理工藝造成的零件變形小等。按采用的冷卻介質(zhì)不同，真空淬火可分為真空油冷淬火、真空氣冷淬火、真空水冷淬火和真空硝鹽等溫淬火。模具真空熱處理中主要應(yīng)用的真空油冷淬火、真空氣冷淬火和真空回火。為保持模具真空加熱的優(yōu)良特性，冷卻劑和冷卻工藝的選擇及制訂非常重要，模具淬火過程主要采用油冷和氣冷。對于熱處理后不再進(jìn)行機(jī)械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的模具，可提高與表面質(zhì)量相關(guān)的機(jī)械性能，如疲勞性能、表面光亮度、耐腐蝕性等。

因?yàn)榻饘俟ぜ�的加熱、冷卻等操作，需要十幾個甚至幾十個動作來完成。這些動作內(nèi)在真空熱處理爐內(nèi)進(jìn)行，操作人員無法接近，因此對真空熱處理電爐的自動化程度的要求較高。同時，有些動作，如加熱保溫結(jié)束后，金屬工件進(jìn)行淬火工序須六、七個動作并且要在15s以內(nèi)完成。這樣敏捷的條件來完成許多動作，很容易造成操作人員的緊張而構(gòu)成誤操作。因此，只有較高的自動化才能準(zhǔn)確、及時按程序協(xié)調(diào)。金屬零件進(jìn)行真空熱處理均在密閉的真空爐內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)格的真空密封眾所周知。因此，獲得和堅持爐子原定的漏氣率，保證真空爐的工作真空度，對確保零件真空熱處理的質(zhì)量有著非常主要的意義。所以真空熱處理爐的一個關(guān)鍵問題，就是要有可靠的真空密封構(gòu)造。為了保證真空爐的真空性能，真空熱處理爐結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須道循一個基本原則，就是爐體要采用氣密焊接，同時在爐體上盡量少開或者不開孔，少采用或者避免采用動密封結(jié)構(gòu)，以盡量減少真空泄露的機(jī)遇。安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導(dǎo)出裝置也都必須設(shè)計密封構(gòu)造。大部分加熱與隔熱材料只能在真空狀態(tài)下使用。

真空熱處理爐的加熱與隔熱襯料是在真空與高溫下工作的，因而對這些材料提出了耐高溫，輻射成果好，導(dǎo)熱系數(shù)小等要求。對抗氧化性能要求不高。所以，真空熱處理爐廣泛采用了鉭、鎢、鉬和石墨等作加熱與隔熱構(gòu)料。這些材料在大氣狀態(tài)下極易氧化，因此，普通熱處理爐不能采用這些加熱與隔熱材料。采用水冷裝置：真空熱處理爐的爐殼、爐蓋、電熱元件、水冷電極、中間真空隔熱門等部件，均在真空、受熱狀態(tài)下工作。在這種極為不利的條件下工作，必須保證各部件的結(jié)構(gòu)不變形、不損壞，真空密封圈不過熱、不燒毀。因此，各部件應(yīng)該根據(jù)不同的情況設(shè)置水冷裝置，以保證真空熱處理爐能夠正常運(yùn)行并有足夠的利用壽命。

采用低電壓大電流：真空容器內(nèi)的通電導(dǎo)體在較高的電壓下，會產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象。在真空熱處理爐內(nèi)，嚴(yán)重的弧光放電會燒毀電熱元件、隔熱層等，造成重大事故和損失。因此，真空熱處理爐的電熱元件的工作電壓一般都不C過80～100V。同時在電熱元件結(jié)構(gòu)設(shè)計時要采取有效辦法，如盡量避免有尖端的部件，電極間的間距不能太小，以防止輝光放電或者弧光放電的產(chǎn)生。

真空淬火技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種滲碳結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、高速鋼、不銹鋼以及各種時效合金。模具經(jīng)真空淬火后表面光亮度好、變形小、硬度高而且均勻、使用壽命長。

真空退火技術(shù)如前相似，模具進(jìn)行真空退火*終可得到光亮表面，這對一些表面質(zhì)量要求高的模具優(yōu)勢明顯，現(xiàn)在應(yīng)用于真空退火的模具材料有鋼、銅及其合金等。

當(dāng)前真空高壓氣冷淬火技術(shù)發(fā)展較快，相繼出現(xiàn)了負(fù)壓（ < 1 × 1 0 5 P a ） 高流率氣冷、加壓（ 1 × 1 0 5～ 4 × 1 0 5 P a ） 氣冷、高壓（ 5 × 1 0 5 ～ 1 0 × 1 0 5P a ） 氣冷、C高壓一（10×105～20×105Pa）氣冷等新技術(shù)，不但大幅度提高了真空氣冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，變形小，還有高效、**、***等優(yōu)點(diǎn)。

真空高壓氣冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不銹鋼和特殊合金的固溶、時效，離子滲碳和碳氮共滲，以及真空燒結(jié)，釬焊后的冷卻和淬火。

用6×105Pa高壓氮?dú)饫鋮s淬火時、被冷卻的負(fù)載只能是松散型的，高速鋼（W6Mo5Cr4V2）可淬透至70～100mm，高合金熱作模具鋼（如4Cr5MoSiV）可達(dá)25～100mm。用10×105Pa高壓氮?dú)饫鋮s淬火時，被冷卻負(fù)載可以是密集型的，比6×105Pa冷卻時負(fù)載密度提高約30%～4O%。用20×105PaC高壓氮?dú)饣蚝�氣和氮�(dú)獾幕旌蠚饫鋮s淬火時，被冷卻負(fù)載是密集的并可捆綁在一起。其密度較6×105Pa氮?dú)饫鋮s時提高80%～150%，可冷卻所有的高速鋼、高合金鋼、熱作工模具鋼及Cr13%的鉻鋼和較多的合金油淬鋼，如較大尺寸的9Mn2V鋼。

具有單獨(dú)冷卻室的雙室氣冷淬火爐的冷卻能力優(yōu)于相同類型的單室爐。2×105Pa氮?dú)饫鋮s的雙室爐的冷卻效果和4×105Pa的單室爐相當(dāng)。但運(yùn)行成本、維修成本低。由于我國基礎(chǔ)材料工業(yè)（石墨、鉬材等）和配套元器件（電動機(jī)）等水平有待提高。所以在提高6×105Pa單室高壓真空護(hù)質(zhì)量的同時，發(fā)展雙室加壓和高壓氣冷淬火爐比較符合我國的國情。

低壓（真空）滲碳技術(shù)和常規(guī)氣體滲碳相比，低壓滲碳具有一系列優(yōu)點(diǎn)，諸如在滲層中不會出現(xiàn)內(nèi)氧化和反常組織。工件表面光亮、滲速快，易于實(shí)現(xiàn)離子滲碳和高溫滲碳，進(jìn)一步提高滲速。低壓滲碳后再施行高壓氣淬，可使?jié)B碳淬火的鋼件畸變減到Z低程度。近幾年陸續(xù)問世的半連續(xù)和連續(xù)式低壓滲碳爐以及滲碳淬火回水連續(xù)式生產(chǎn)線為推廣低壓滲碳技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。由于采用滲碳?xì)怏w的特種噴射入爐機(jī)構(gòu)和把通入的氣體壓力降低到1×10-4MPa以下，以及施行脈沖供氣方式，爐中和工件表面積存炭黑現(xiàn)象已不復(fù)存在。目前的低壓滲碳技術(shù)能保證滲層深度在0.6mm情況下，滲層均勻度在0.1mm以內(nèi)。

低壓滲碳時，不存在滲碳?xì)怏w和鋼件的平衡反應(yīng)，鋼件在高溫下處于碳?xì)浠�合物氣體中，數(shù)分鐘內(nèi)表面即可達(dá)到很高的含碳量，從而增大工藝控制的難度。目前，生產(chǎn)中仍采用在不同溫度和氣壓條件下碳傳遞速度的試驗(yàn)測定數(shù)據(jù)來控制。這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫和有關(guān)碳滲入和擴(kuò)散的計算機(jī)程序中。當(dāng)計算的鋼件表面含碳量達(dá)到奧氏體的飽和極限時，控制系統(tǒng)就中止?jié)B碳。此過程僅持續(xù)數(shù)分鐘，依次施行滲碳、排氣和擴(kuò)散直到獲得規(guī)定的滲層厚度為止。

在真空滲氮過程中，由于模具表面的吸咐的其它氣體和粘附物會被“抽氣”時抽走并排出爐外，鋼表面的活性大大提高，促進(jìn)了對滲氮過程中活性氮原于的吸收，加快了滲氮的過程。此外，普通氣體滲氮加熱之前要先通入NH3排除爐內(nèi)的非滲氮?dú)夥�，尤其是氧化性氣氛，但爐內(nèi)仍會有少量氧化性氣氛，即使是高純氣體，其中也含有0.1的雜質(zhì)。而在1.33Pa的真空中，雜質(zhì)含量只有0.001�？梢�，真空滲氮的凈化作用有兩方面，一是可凈化工件表面，二是可凈化爐內(nèi)氣氛。另外，與離子滲氮相比，真空滲氮有以下特點(diǎn)：一是滲氮溫度均勻易控制，而離子滲氮時工件依靠正離子的轟擊而被加熱，溫度的測量和控制都存在一定的困難；二是滲氮表面質(zhì)量高，離子滲氮過程中，正離子不斷轟擊工件表面，在表面產(chǎn)生許多小坑，尤其當(dāng)電流大時這種現(xiàn)象就更嚴(yán)重；三是工件滲氮層分布均勻，尤其是形狀復(fù)雜和帶小孔的工件在離子滲氮時是很難得到均勻一致的滲氮層，真空滲氮由于間隙式抽氣。

爐內(nèi)氣氛較普通氣體滲氮時流動更均勻，保證了工件各部位都能得到均勻一致的滲氮層。真空滲氮技術(shù)發(fā)展時間不長，還有待進(jìn)一步研究。

真空熱處理爐是實(shí)現(xiàn)真空熱處理的重要設(shè)備。爐內(nèi)氣壓低于正常氣壓。爐內(nèi)氣氛相當(dāng)于一種氣體，可使熱處理工作不氧化。真空處理爐的用途很廣，主要用于結(jié)構(gòu)鋼、不誘鋼、耐熱合金、精密合金以及材料的真空回火，時效、退火、淬火，也可以用于真空除氣，釬焊和燒結(jié)等方面。真空熱處埋爐使用安全可靠，可買現(xiàn)自動化操作，沒有污染公害等間題。但是設(shè)備比較復(fù)雜，造價較高。真空熱處理爐的種類較多，一般按以下幾種特證進(jìn)行分類：按用途可分為：回火爐、退火護(hù)、淬火爐、釬焊爐及燒結(jié)爐按真空度可分為：低真空護(hù)、中真空爐、高真空爐，按熱源可分為：電阻加熱、感應(yīng)加熱、電子束加熱、等離子加熱和燃?xì)饧訜嵴婵諣t。

對模具壽命影響Z大的是模具的設(shè)計(包括了正確的選擇材料)模具的材料，模具的熱處理，模具的使用和維護(hù)等。如果模具的設(shè)計合理，材料優(yōu)質(zhì)，那么熱處理的好壞直接決定了模具的使用壽命。目前國內(nèi)外都在設(shè)法采用更先進(jìn)的熱處理手段來提高模具的性能延長模具的使用壽命。而真空熱處理則是模具熱處理中較先進(jìn)的方式之一。從模具熱處理來看，熱處理加工設(shè)備的狀態(tài)、熱處理的工藝、生產(chǎn)過程的控制顯得尤為重要。而設(shè)備的先進(jìn)性是保證先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)的前提。真空高壓氣淬爐是實(shí)現(xiàn)真空熱處理Z為理想的設(shè)備。

真空爐具有不脫碳，不氧化的效果，具有溫度均勻，加熱和冷卻速度可控，可以實(shí)現(xiàn)不同的工藝過程，真空爐由于沒有污染，是國際上公認(rèn)的“綠色熱處理”。現(xiàn)在國際上已有2～20bar的真空高壓氣淬爐，可以完全滿足模具的真空熱處理的要求。按照發(fā)熱體在真空容器的內(nèi)部和外部，真空熱處理爐可分為內(nèi)熱爐和外熱爐。外熱式真空熱處理爐在這種真空爐的爐罐外面有普通的空氣爐，通過對真空容器加熱，對工件進(jìn)行旁熱式加熱。這種熱處理爐的熱效率差，冷卻時間也長。此外，因工件和爐罐之間有溫差、真空外壓還將導(dǎo)致爐罐的變形和破損。這種熱處理爐雖然便宜，但不適合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。

內(nèi)熱式真空熱處理爐內(nèi)熱式是在真空容器內(nèi)有電熱體和絕緣物，容器自身為水冷。處理溫度低時，僅對真空密封部份水冷或不水冷。與外熱式相比，內(nèi)熱式真空爐因工件面對發(fā)熱體，所以熱效率高。發(fā)熱體材料有電熱合金、半金屬、以及鋯發(fā)熱體等。

模具熱處理過程中，所采用的工藝參數(shù)對模具性能也有著至關(guān)重要的影響：它包括了加熱溫度、加熱速度、保溫時間、冷卻方式、冷卻速度等。正確的熱處理工藝參數(shù)可以保證模具獲得Z佳性能，反之，將產(chǎn)生不良甚至嚴(yán)重后果。實(shí)踐表明，正確的熱處理工藝可以獲得優(yōu)良的組織，優(yōu)良的組織形態(tài)才能保證優(yōu)良的機(jī)械性能。合適的工藝方法可以有效的控制模具熱處理時的變形和開裂。模具在加熱和冷卻過程中，模具表面溫度和心部溫度的差異(加熱的不均勻性和冷卻的不均勻性)是造成模具變形的主要因素。(真空爐具有控制加熱速度和冷卻速度的能力)。不同的工藝方法可以使模具滿足不同的使用條件和不同的性能要求。

從模具的使用壽命來看，滿足硬度的要求只是達(dá)到模具技術(shù)要求的一個方面，它還有些性能要求是不好測量的，如強(qiáng)度韌性等等。模具質(zhì)量的好壞并不能完全用硬度指標(biāo)來進(jìn)行認(rèn)定，它不可能用硬度測量方法Z終來檢驗(yàn)出模具的使用壽命，熱處理作為特殊工序(即特殊過程)，它只能通過工藝驗(yàn)證，性能實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)合理的工藝參數(shù)，并嚴(yán)格實(shí)施經(jīng)確認(rèn)的工藝參數(shù)(工序過程控制)來保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。大量數(shù)據(jù)表明，真空熱處理加工的冷沖模具變形較小、很少發(fā)生線切割開裂、磨裂的現(xiàn)象。壓鑄模采用先進(jìn)的工藝方法，在一定程度上減少模具的龜裂以及使用中粘模的現(xiàn)象。真空高壓氣淬工藝具有加熱和冷卻速度自由控制的優(yōu)點(diǎn)，可以編制不同的工藝參數(shù)，得到預(yù)想的金相組織和性能。真空熱處理是現(xiàn)代真空技術(shù)與金屬熱處理相結(jié)合產(chǎn)物。模具真空熱處理具有無環(huán)境污染、高質(zhì)量、長壽命、低能耗和較低成本的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)發(fā)達(dá)**模具真空熱處理達(dá)到90%以上，我國起步較晚，不足10%。推廣應(yīng)用和普及真空熱處理將為我國尖端技術(shù)、機(jī)械工業(yè)和模具制造作出貢獻(xiàn)。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中Z基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個**制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。模具真空熱處理有如下發(fā)展趨勢：

對流加熱技術(shù):對流即流體各部分之間發(fā)生相對位移，依靠冷熱流體互相摻混和移動所引起的熱量傳遞方式，對流是液體或氣體中熱傳遞的主要方式。在真空條件下加熱工件，主要依賴輻射。由于輻射傳熱與溫度的4次方成比例，所以在850℃以下輻射效果不高，工件加熱速度很慢；其次，因?yàn)榻饘俨牧现械哪承┖辖鹪�素在低壓條件下加熱時有蒸發(fā)損失現(xiàn)象，會造成表面合金元素的貧乏，以致影響其淬火后的表面層性能。對流加熱技術(shù)是指先將真空爐爐膛抽到一定真空度，然后通以0.1～0.2MPa的惰性(Ar、He）、中性N2或還原性H2氣體，并在充分?jǐn)噭訔l件下施行加熱，與在單純真空條件下比較，加熱速度至少可提高一倍以上。

高壓氣淬技術(shù)：高速鋼和高碳高合金模具鋼、工模具經(jīng)過真空加熱油中淬火后，在刃部和薄壁部分表面會出現(xiàn)由合金碳化物構(gòu)成的高硬度白亮層，脆性很大，服役時易崩刃，造成早期失效。高速鋼的熔點(diǎn)較低，淬火加熱的奧氏體化溫度接近熔點(diǎn)，在真空中加熱時，表面得到很大程度的凈化，使表層原子保持較高的活性，而在處于一定真空度下的油中淬火冷卻時，工模具在油氣膜的瞬間表面也會增碳，從而進(jìn)一步降低熔點(diǎn)，以致表面局部出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，所以高碳高合金工模具鋼真空加熱后在油中淬火是不可行的。高碳、高合金工模具鋼真空加熱奧氏體化后在惰性、中性或還原性氣體中淬火冷卻是惰性。中性或還原性氣體中淬火冷卻是保證質(zhì)量的唯一可行途徑。但是負(fù)壓和常壓下的氣冷不能使大型工件或批量爐料都獲得好的淬硬效果。一則氣體本身也需要冷卻，二則在有限體積條件下要增加氣體的冷卻能力，只有靠增加冷卻氣體的量，即提高冷卻氣體的壓力來實(shí)現(xiàn)。Ipsen公司開發(fā)出一種Flux－Sensor（氣流傳感器），可放在爐料中直接測出冷卻曲線，測出流過傳感器表面的熱流，從而計算出傳熱系數(shù)。此傳感器可放在任何真空護(hù)中，在各種裝料條件下使用，獲得每爐次的冷卻熱流和傳熱系數(shù)值。該傳感器的主要功能是判別不同真空爐的淬冷能力，其次是證實(shí)每個爐次淬冷周期的重現(xiàn)性。利用這種測量裝置，配以適當(dāng)?shù)能浖�系統(tǒng)把新測出的傳熱系數(shù)推及到其他材料和不同尺寸零件，預(yù)測其淬火冷卻條件。

真空滲碳技術(shù)：和常規(guī)氣體滲碳相比，低壓滲碳具有一系列優(yōu)點(diǎn)，諸如在滲層中不會出現(xiàn)內(nèi)氧化和反常組織，工件表面光亮、滲速快，易于實(shí)現(xiàn)離子滲碳和高溫滲碳，進(jìn)一步提高滲速。低壓滲碳后再施行高壓氣淬，可使?jié)B碳淬火的鋼件畸變減到Z低程度。近幾年陸續(xù)向世的半連續(xù)和連續(xù)式低壓沙碳爐以及滲碳淬火回水連續(xù)式生產(chǎn)線為推廣低壓滲碳技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。可以想象，汽車工業(yè)中大量滲碳淬火件改用低壓滲碳的技術(shù)革新高潮已指日可待了。

低壓滲碳時，由于不存在滲碳?xì)怏w和鋼件的平衡反應(yīng)，鋼件在高溫下處于碳?xì)浠�合物氣體中，數(shù)分鐘內(nèi)表面即可達(dá)到很高的合碳量，從而增大工藝控制的件下碳傳遞速度的試驗(yàn)測定數(shù)據(jù)來控制。這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫和有關(guān)碳滲入和擴(kuò)散的計算機(jī)程序中。當(dāng)計算的鋼件表面合碳量達(dá)到奧氏體的飽和極限時，控制系統(tǒng)就中止?jié)B碳（強(qiáng)滲）。此過程僅持續(xù)數(shù)分鐘，依次施行滲碳、排氣和擴(kuò)散直到獲得規(guī)定的滲層厚度為止。

輔助材料和配套設(shè)備：淬火介質(zhì)以及其他工藝材料淬火介質(zhì)是生產(chǎn)中使用Z多、Z廣工藝材料，直接影響零件淬火后的性能、畸變量等。目前，廠家在供貨的同時，還主動為用戶測定淬火介質(zhì)性能、進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)和選購冷卻系統(tǒng)。

熱處理技術(shù)改進(jìn)的一個發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的熱處理工藝與先進(jìn)的表面處理工藝相結(jié)合，提高壓鑄模具的使用壽命。通過壓鑄模具熱處理技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得壓鑄模具在獲得良好性能的同時增加壓鑄模具表面的質(zhì)量，從而使國內(nèi)壓鑄行業(yè)又好又快地發(fā)展。近期，有關(guān)專家出針對模具基材和表面處理技術(shù)的基材預(yù)處理技術(shù)，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，對不同的模具材料提出適合的加工工藝，從而改善模具性能，提高模具壽命。

近年來，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，我國的熱處理生產(chǎn)技術(shù)有了突出的變化，取得長足發(fā)展。由于過去的起點(diǎn)低、底子薄，就整體來說，熱處理生產(chǎn)技術(shù)水平和先進(jìn)工業(yè)**比較尚有較大的差距。在當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)一體化的大趨勢中，提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和在國內(nèi)外市場的競爭力是當(dāng)務(wù)之急，熱處理生產(chǎn)技術(shù)也必須迎頭趕上，才能抓住機(jī)遇、迎接新的挑戰(zhàn)，以求盡快減少和縮短與國際先進(jìn)水平的差距，盡早使我國的熱處理技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)入世界先進(jìn)行列。根據(jù)美國金屬學(xué)會熱處理學(xué)會、美國金屬處理研究院、美國能源部工業(yè)技術(shù)廳對美國熱處理工業(yè)2020年發(fā)展遠(yuǎn)景的預(yù)測，未來的熱處理工業(yè)要有一流的質(zhì)量，生產(chǎn)具有零變化率的產(chǎn)品零件，在整個工藝中，零分散度是典型的，能量利用率提高到80％，工作環(huán)境良好，清潔***，生產(chǎn)中采用標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，智能系統(tǒng)控制決定產(chǎn)品的性能，綜合技術(shù)的結(jié)果使工藝時間減少50％，成本降低75％。所有這些設(shè)想，為真空熱處理技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的舞臺和機(jī)遇。美國當(dāng)前產(chǎn)品熱處理生產(chǎn)中，真空熱處理占15％，這一發(fā)展趨勢今后將進(jìn)一步增長。

真空熱處理技術(shù)具有無氧化、無脫碳、脫氣、脫脂、表面質(zhì)量好，變形微小，綜合力學(xué)性能優(yōu)異，***無公害，自動化程度高等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，多年來始終是國際熱處理技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，我國近年來亦得到迅速發(fā)展�，F(xiàn)在，真空熱處理已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)L域不斷擴(kuò)大，工藝水平逐漸提高，真空熱處理設(shè)備不斷完善和智能化，新技術(shù)接連涌現(xiàn)的穩(wěn)定發(fā)展階段。真空熱處理工藝的發(fā)展方興末艾，前景美好。