3-1真空热处理原理与设备

1、2022/8/211真空运用Vacuum Application主讲： 王晓冬Dr. X D Wang .2022/8/212课程内容与学时安排1真空运用概论(4学时)2 真空冶金12学时3 真空热处置4学时4 真空技术与太阳能利用2学时5 真空冷冻枯燥2学时6 真空绝热2学时7 真空压力浸渍2学时8 真空镀膜2学时 考试2学时.2022/8/2133 真空热处置3.1真空热处置原理及设备1真空热处置的作用和特点2真空热处置的工艺流程及分类3 真空热处置炉3.2 真空电阻炉的任务原理与构造3.3 真空电阻炉的设计计算及真空系统3.4 电阻炉内部流动与传热的

2、数值模拟.2022/8/2143.1 真空热处置原理及设备改善资料的性能的主要两个途径调整化学成分合金化进展热处置结晶构造改动热处置工艺经过加热、保温、冷却的操作方法使资料的组织构造发生变化以获得所需性能.真空条件对热处置工艺的影响在外界压力变化时，固体金属相变温度、金相组织将发生变化；但相差一个大气压下的真空环境下，固体金属相变热力学、动力学等特性没有明显变化。可参照常压下固态相变原理进展真空热处置工艺。2022/8/215.2022/8/2161)真空热处置的作用和特点真空热处置的作用(1)维护作用防氧化、防脱碳、防增碳、防吸气、防腐蚀坚持了金属外表原有化学成分和光泽，真空热处置称为光亮处

3、置。(2)外表净化作用氧化物、氮化物、氢化物等杂质复原分解或挥发；获得光洁金属外表.2022/8/217真空热处置的作用2(3)真空除气作用物理吸附与脱附对温度和压力都是可逆的；化学吸附与脱附对压力可逆，对温度不可逆。(4)脱脂作用机械加工过程中运用的冷却剂和光滑剂在真空和加热条件下挥发或分解，得到光洁外表。.2022/8/218真空热处置的作用3(5)蒸发作用使零件之间、零件与料框之间发生粘接；使金属工件外表粗糙；金属中某些元素脱出如铬，破坏工件外表特性；电极绝缘性能下降，易发生短路事故。为防止金属的蒸发，可充入维护气体，调理炉内压力。.2022/8/219真空热处置的特点(1)高质量工件不

4、氧化、不脱碳、不增碳的光亮处置；工件变形量是普通热处置变形量的10%，显著减小。(2)低本钱变形量小，减少下一道工序加工余量；减少废品率和加工费。(3)低能耗保温好，热损失少，电耗少。(4)无公害(环保).2022/8/2110真空热处置的特点2真空热处置的缺陷易产生蒸发景象；设备较复杂；设备本钱较高。.2022/8/21112真空热处置的工艺流程及分类加热(升温)保温(使温度均匀)冷却在上述处置过程中，资料组织构造发生变化，获得需求的性能。真空热处置工艺流程装料抽空加热保温冷却出炉不同热处置要求不同的工艺条件，而不同的工件要求的工艺条件又有所差别，要指定详细的工艺曲线。.2022/8/211

5、2真空热处置压力、温度随时间变化.2022/8/2113热处置的分类(1)普通热处置：退火，正火消除应力，降低工件硬度，改善切削加工性能；淬火提高硬度和耐磨性；回火获得较好的韧性和塑性。(2)外表热处置外表淬火火燃加热，感应加热；化学热处置渗碳，渗氮，碳氮共渗。.2022/8/2114真空淬火(1)淬火原理将工件加热到奥氏体转化温度并保温一定时间使工件受热充分均匀再急速冷却，阻止奥氏体向珠光体的转变，转化为高硬度的马氏体使外表和内部获得高硬度和耐磨性。(2)淬火方法气体淬火油淬火水淬火冷却速度依次提高.2022/8/2115气淬冷却方式：内循环、外循环由充气循环安装、风机、换热器实现冷却。冷却

6、速度慢，适用于小工件处置。冷却速度：与冷却气体的种类、压力、炉子构造、流量装炉量有关。随着气体压力的不断添加，处置才干大幅度提高。冷却介质：不与工件反响的气氛氢气、氦气、氮气、氩气等冷却才干依次降低.2022/8/2116气淬气体氢冷却速度快，易爆炸，不能用于1058以上的热处置中；氦冷却速度快，本钱高为氮气的100倍,很少运用；氩冷却速度慢，价钱高于氮气，不宜运用；氮价钱廉价，平安，最多运用高纯氮)。.2022/8/2117提高冷却速度的方法提高流量遭到风机功率的限制;提高压力“加压气淬，P=(6-9.3)*104Pa；“高压气淬，P=(2-5)*105Pa。降低冷却介质的温度设置热交换器。

7、.2022/8/2118油淬与水淬油淬冷却速度快，适用于大工件和淬透性差的工件由油池、冷却器、搅拌安装实现冷却。由于油的污染以及工件需清洁等缘由，油淬的运用在减少。水淬消费中有需求，技术上有些问题有待研讨。.2022/8/21193真空热处置炉1炉型和作业方式立式、卧式、混合式周期式、半延续式、延续式2炉子组成加热室真空系统水冷系统电源电控系统风冷系统或油淬安装.真空热处置炉炉型构造12022/8/2120.真空热处置炉炉型构造22022/8/2121.真空热处置炉炉型构造32022/8/2122.2022/8/2123周期式真空热处置炉.2022/8/2124高压气淬炉.2022/8/212

8、5半延续式真空热处置炉.2022/8/2126延续式真空热处置炉.2022/8/2127立式真空电阻炉.2022/8/2128卧式真空电阻炉.2022/8/2129延续式真空电阻炉.2022/8/2130真空钎焊炉.2022/8/21313气淬风冷系统a构造组成风机普通为离心式、气流循环管道、热交换器内交换或外交换b风机构造真空风机或液压马达c风机参数风量： m3/sF风道截面积；v风速，v=10m/s。功率： H风压；K平安系数；1风机效率，1=0.4-0.5；2机械效率，直联电机，2=1。.2022/8/2132内循环风冷真空风机.2022/8/2133内循环风冷液压马达.外循环风冷系统1

9、2022/8/2134.外循环风冷系统22022/8/2135.外循环风冷系统32022/8/2136.2022/8/21374淬火油槽槽体+淬火油+冷却安装+搅动安装+加热安装(1)油量：(8-14)倍工件质量(2)槽体高度：淬火油深度+(0.15-0.5)米淬火油深度料筐高度+(0.1-0.5)+(0.1-0.4)米(3)油的冷却:槽体外冷却水套或槽内(侧面和底部)冷却水管(4)油加热:提高流动性，采用管状加热器，直接插入油中，或插入槽体上的钢管中。.2022/8/2138淬火油槽搅拌安装(5)搅拌安装促进油循环流动，均匀油温，加快冷却；电机(500转/分)+联轴器+叶轮(直径200-400毫米)+动密封；设置位置：底部，侧壁和上部。.2022/8/21396 电阻炉真空系统1)低真空系统2)中真空系统罗茨泵+机械泵油增压泵+机械泵3)高真空系统分散泵+罗茨泵+机械泵分散泵+机械泵分散泵+油增压泵+机械泵2022/8/2139.2022/8/2140中真空系统罗茨泵+机械泵2022/8/2140.2022/8/2141中真空系统油增压泵+机械泵2022/8/2141.20