什么是真空熱處理加工技術(shù)？
主要指的是真空技術(shù)與熱處理技術(shù)相結合的新型熱處理技術(shù)，其中，真空熱處理所處的真空環(huán)境指的是低于一個(gè)大氣壓的氣氛環(huán)境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空等，所以，真空熱處理實(shí)際也屬于氣氛控制熱處理。
真空熱處理是指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)現幾乎所有的常規熱處理所能涉及的熱處理工藝，但熱處理質(zhì)量大大提高。
與常規熱處理相比，真空熱處理加工技術(shù)可同時(shí)實(shí)現無(wú)氧化、無(wú)脫碳、無(wú)滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂除氣等作用，從而達到表面光亮凈化的效果。
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1. 真空熱處理加工技術(shù)的應用
其實(shí)，真空熱處理加工技術(shù)在國外應用的較早，美國的海斯公司和日本真空研究所在1968年，先后研制出真空淬火油和水劑淬火介質(zhì)，從而，真空淬火技術(shù)在熱處理行業(yè)得到迅速發(fā)展，從單室爐發(fā)展到了多組合機群，從一般的真空淬火發(fā)展到高壓氣淬、真空水劑淬火、真空滲碳、真空碳氮共滲及多元共滲等。
而我國在經(jīng)過(guò)幾十年的努力，真空爐制造廠(chǎng)商在設計、制造水平和質(zhì)量上得到了很大的提高，用國產(chǎn)真空設備替代從國外進(jìn)口的真空設備逐漸增多，從而降低了使用單位的生產(chǎn)成本，使真空熱處理的應用范圍迅速擴大。
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2. 真空熱處理加工技術(shù)的工藝原理
利用金屬在真空狀態(tài)下的變相特點(diǎn)，在與大氣壓只差0.1MPa范圍內的真空下，固態(tài)相變熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)不產(chǎn)生什么變化。在制訂真空熱處理工藝規程時(shí)，完全可以依據在常壓下固態(tài)相變的原理，完全可以參考常壓下各種類(lèi)型組織轉變的數據。同時(shí)，在真空脫氣作用下，可以提高金屬材料的物理性能和力學(xué)性能，在真空狀態(tài)下加熱，金屬工件表面元素會(huì )發(fā)生蒸發(fā)現象。金屬實(shí)現無(wú)氧化加熱所需的真空度，表面凈化作用，實(shí)現少無(wú)氧化和少無(wú)脫。
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3. 真空熱處理加工技術(shù)的特點(diǎn)
（1）真空熱處理加工的優(yōu)越性
真空熱處理加工是和可控氣氛并駕齊驅的應用面很廣的無(wú)氧化熱處理技術(shù)，也是當前熱處理生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)程度的主要標志之一。真空熱處理不僅可以實(shí)現鋼件的無(wú)氧化、無(wú)脫碳，而且還可以實(shí)現生產(chǎn)的無(wú)污染和工件的少畸變，因而，它還屬于清潔和精密生產(chǎn)技術(shù)范疇。目前，它已成為工模具生產(chǎn)中不可替代的先進(jìn)技術(shù)。
（2）真空熱處理工藝工件畸變小
據國內外經(jīng)驗，工件真空熱處理的畸變量?jì)H為鹽浴加熱淬火的三分之一。研究各種材料、不同復雜程度零件的真空加熱方式和各種冷卻條件下的畸變規律，并用計算機加以模擬，對于推廣真空熱處理技術(shù)具有重要意義。真空加熱、常壓或高壓氣冷淬火時(shí)，氣流均勻性對零件淬硬效果和質(zhì)量分散度有很大影響。采用計算機模擬手段研究爐中氣流循環(huán)規律，對于改進(jìn)爐子結構具有重要意義。
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（3）采用真空熱處理爐
現代真空熱處理爐，是指可施行元件的真空加熱，然后在油中淬火或在常壓和加壓氣體中淬火的冷壁式爐子。研究開(kāi)發(fā)這種類(lèi)型的設備是一項綜合性強、跨學(xué)科、牽涉到很多科技領(lǐng)域的工作。
工模具材料真空熱處理的應用前景很大。大多數工模具鋼目前都采取在真空中加熱，然后在氣體中冷卻淬火的方式。為了使工件表面和內部都獲得滿(mǎn)意的力學(xué)性能，必須采用真空高壓氣淬技術(shù)。目前，國際上真空氣淬的氣壓已從0.2MPa、0.6MPa提高到1-2MPa甚至3MPa，所以，高壓氣淬真空爐的冷卻氣體壓力的逐步提高是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。
真空熱處理是獨特的整體改性技術(shù)。經(jīng)過(guò)真空熱處理的特殊構件，不但可以保證其所要求的組織、力學(xué)性能與工藝性能，還可以深入挖掘出構件的潛能，保證和提高構件的質(zhì)量和壽命，最大限度地發(fā)揮材料的潛力，從而滿(mǎn)足構件長(cháng)壽命、高性能、結構減重的技術(shù)要求，實(shí)現全壽期成本的經(jīng)濟可承受性，獲得自主創(chuàng )新的知識產(chǎn)權，達到國際先進(jìn)水平，真空熱處理技術(shù)屬于國家核心競爭力。
真空熱處理由于具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳、可保持表面光亮的熱處理效果，同時(shí)可使零件脫脂、脫氣、變形小和便于自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，適應了精密熱處理的發(fā)展方向，實(shí)現了精密形狀和尺寸控制及精密組織性能控制。因此，真空熱處理技術(shù)廣泛應用于航空發(fā)動(dòng)機高溫合金的退火、固溶、時(shí)效和去應力。
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為解決航空附件的高強鋼、不銹鋼、彈性合金等零件的熱處理氧化、變形問(wèn)題，最好的辦法就是采用真空熱處理。
真空熱處理的現狀
真空熱處理技術(shù)作為國防工業(yè)系統重要制造技術(shù)之一，受到世界各國的高度重視。例如M國熱處理設備約有50%以上為真空熱處理爐，且規格齊全、配套完整。M國為了加速其航天飛機的發(fā)展，由5家公司組成聯(lián)合體共同開(kāi)發(fā)針對5種新材料的成形及真空熱處理工藝，即高溫Ti-Al化合物、C/C復合材料、陶瓷基復合材料、高蠕變強度材料、高導熱材料。經(jīng)韌化處理后的金屬間化合物可顯著(zhù)提高韌性，而且，經(jīng)真空工藝處理的金屬間化合物，更適于高溫下使用。
發(fā)展重要構件的真空熱處理技術(shù)研究，復合我國國防科技發(fā)展對國防工業(yè)系統制造技術(shù)研究所提出的要求。我國真空熱處理以每年30%左右的速度遞增，熱處理加工量占1/3以上。航空工業(yè)還制定了真空熱處理的新工藝標準。
真空退火、真空油淬、真空氣淬、真空回火、真空除氣、真空除油、真空加壓氣淬等真空熱處理技術(shù)都已經(jīng)很成熟，廣泛用于生產(chǎn)當中。在真空油淬增碳現象及其防止、真空加熱元素貧化規律、真空度與光亮度的關(guān)系、真空加壓氣淬冷速測定、真空熱處理工藝及工藝參數優(yōu)化等方面的研究已經(jīng)完成。真空熱處理已用于飛機起落架、梁、接頭及發(fā)動(dòng)機葉片等重要受力件。
國內在真空熱處理領(lǐng)域也開(kāi)展了相應的研究工作，并取得了顯著(zhù)成果：
①解決了真空熱處理技術(shù)硬件的“有無(wú)”問(wèn)題；
②打破了西方發(fā)達國家對真空熱處理技術(shù)硬件的壟斷；
③打破了西方發(fā)達國家對真空熱處理技術(shù)尖端硬件的禁運；
④促成了西方發(fā)達國家對真空熱處理技術(shù)尖端硬件的合理定價(jià)；
⑤促成了西方發(fā)達國家對真空熱處理技術(shù)尖端硬件在國內生產(chǎn)的局面；
⑥促進(jìn)了國內真空熱處理技術(shù)硬件的長(cháng)足進(jìn)步。
真空熱處理未來(lái)的發(fā)展趨勢：
1、提高冷卻性能、控制加熱和冷卻、發(fā)展更好淬透性的材料、氣體回收技術(shù)；
2、提高真空滲碳技術(shù)，發(fā)展其他真空化學(xué)熱處理技術(shù)、真空化學(xué)熱處理傳感器；
3、真空磁場(chǎng)熱處理、真空氫氣熱處理、真空焊接與熱處理結合；
4、針對高溫真空熱處理元素貧化和雙性能零件的真空熱處理問(wèn)題，開(kāi)展真空/氣氛熱處理的控制冷卻技術(shù)研究；
5、真空熱處理生產(chǎn)線(xiàn)和柔性化技術(shù)，提高自動(dòng)化和智能化水平，與各種冷熱加工生產(chǎn)線(xiàn)配合，適應先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展要求。
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