真空熱處理是指將零件在真空狀態(tài)下，進行加熱、保溫和冷卻的工藝方法。是隨著航天技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新技術，也是近幾十年來在熱處理設備中具有前途的一種，它可替換鹽浴爐、電阻爐和燃氣爐。真空爐是依據電極的輻射作用實現對工件的加熱的，輻射加熱速度比較慢，因此工件的內外加熱較為均勻，工件的變形小。由于真空爐內氣壓很低，氧氣的含量對工件的鐵元素氧化不起作用，因此避免了工件在真空爐加熱過程中出現氧化和脫碳現象的發(fā)生，保持了工件表面的原始狀態(tài)，工件清潔和光亮。 真空爐不僅用于普通的工件的淬火、回火、退火和正火．而且

零件熱處理淬火后，在油中后冷卻將黏附有殘油、鹽渣以及其他污物等，一般采用堿性3%～5%的水溶液清洗，可以去掉零件的表面的附著物，一般清洗設備有清洗槽和清洗機兩類。(1)清洗槽該槽的結構形式與淬火槽相似，為了增加清洗的效果，槽內有加熱器裝置，清洗液被加熱后進行零件的清洗。為確保清洗的效果，要求確保清洗液的成分和溫度應符合要求，要定期地更換和清理底部的臟物，撈去漂浮的油物等，確保零件表面的清潔。清洗槽的工作環(huán)境差，但清洗效果好，尤其是對在硝鹽、低溫分級鹽浴等淬火的零件具有明顯的作用，對于鹽浴淬火的零件要在清洗槽內煮沸，

電阻爐是熱處理過程中占有較大比重的熱處理加熱設備，因此其應用十分廣泛。根據作業(yè)的工作方式，分為周期性作業(yè)爐和連續(xù)性作業(yè)爐兩種，電阻爐是用電阻發(fā)熱體供熱的一類設備，靠電熱元件（作成螺旋狀）的熱輻射或對流等來加熱零件，電阻爐是以電為熱源，通過爐內布置的電熱元件將電能轉化為熱能來進行零件的加熱的，國產電阻爐的編號采用漢語拼音+阿拉伯數字來表示，編號的一般格式為前面有三個漢語拼音字母，后面為兩組數字。第一個字母R代表電阻爐，第二個字母表示設備的特點（J-加熱，Y-鹽浴，Q-氣體滲或保護氣等），第三個字母表示爐膛的形式（X-

奧氏體型熱作模具鋼的優(yōu)點是在任何狀態(tài)下均能保持奧氏體組織，固溶時效后在700~800℃仍保持較高的強度、硬度和耐磨性。缺點是易產生冷加工硬化，機加工較困難，線膨脹系數大、導熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能，不適用于強水冷的模具。5Mn15Cr8Ni5Mo3V（代號5Mn15）、7Mn10Cr8Ni10Mo3V2（代號7Mn10）鋼屬于高錳系奧氏體型熱作模具鋼，適于制作使用溫度高于700℃而低于900℃、工作應力較高、形狀簡單的模具，如鋼件擠壓模、高溫合金擠壓模、銅合金擠壓模、粉末燒結模等。Cr14Ni25Co2V、4C

真空爐在我國的發(fā)展時間不長，由于生產成本高和一次性投資大，因此其應用的范圍也受到一定的限制，在國外工業(yè)發(fā)達國家真空爐的數量在23%以上，與可控氣氛爐基本相當，其發(fā)展的進度很快，機械化程度和工藝水平更高，幾乎可以實現金屬材料的全部熱處理工藝，如淬火、回火、退火、滲碳、氮化、滲金屬等熱處理工藝，完成氣淬、油淬、硝鹽淬和水淬等淬火處理。對工模具鋼而言，在真空爐內加熱時，減少了輻射換熱，加熱的速度緩慢，零件的各部分受熱均勻，因此變形量很小。冷卻后的零件表面處于壓應力狀態(tài)，故零件具有良好的綜合作用，疲勞強度和抗拉強度明顯提高

熱處理設備是完成零件的熱處理操作的重要工藝裝備，隨著對零件技術要求的提高，對設備的性能和技術指標有了更嚴格的規(guī)定，首先熱處理設備要確保工藝參數的實現，其次要求操作簡單、減輕體力勞動、易于機械化或自動化、生產效率高，再次要求節(jié)能降耗、環(huán)保。這些是我們選擇設備和使用設備進行零件的熱處理必須要考慮和思考的問題。熱處理設備的種類很多，根據零件材料和設計要求，應根據具體的熱處理特點來選用相應的設備。一般而言熱處理設備是由加熱設備、冷卻設備、輔助設備、常用測溫儀表等幾大部分組成的，因此熱處理設備是一個零件熱處理系統(tǒng)的總稱，它們

熱處理加熱（回火）設備是完成零件熱處理的最關鍵的裝備，根據特點可分為加熱爐和加熱裝置兩類，加熱爐通常包括電阻爐、鹽浴爐、燃料爐、真空爐、流動粒子爐等，加熱裝置有電阻加熱、電接觸加熱、感應加熱、火焰加熱、激光加熱、電子束加熱、離子注入等，下面主要介紹常用的熱處理加熱設備，便于操作者在進行零件熱處理時參考。加熱設備的類型很多，各自具有不同的加熱方式，可從不同的角度和特點分類，根據零件的熱處理要求，選擇符合技術要求的加熱設備，加熱設備和回火設備的最大區(qū)別在于溫度不同，因此回火設備的最高使用溫度不超過750℃。①按照加熱源

隨著科學技術的飛速發(fā)展，零件的熱處理設備和工藝水平也得到了很大的改進和提高。許多新型的熱處理爐得到研制和開發(fā)，為零件的熱處理提供了技術上的保障，同時也為某些特殊要求的工藝奠定了良好的基礎。零件熱處理的目的是確保零件滿足工作要求、具有高的使用壽命、節(jié)約材料和能源、經濟環(huán)保等，因此應圍繞著這幾個方面進行分析和探討相關的設備和工藝。(1)無氧化脫碳的加熱技術零件的加熱離不開加熱設備和加熱介質，熱的傳遞方式有傳導、對流和輻射，根據不同的設備則加熱傳導有所差異，目前熱處理設備種類齊全，從燃料爐、空氣爐到鹽浴爐、可控氣氛爐、流

真空熱處理是指將零件置于真空設備中，進行加熱、保溫和冷卻的工藝方法，零件在負壓下加熱，爐內空氣已稀薄到無法對零件進行化學反應。它是隨著航天技術的發(fā)展而迅速開發(fā)出來的新技術，也是近幾十年來熱處理設備中具有前途的一種，它可替換鹽浴爐、電阻爐和燃氣爐。真空爐是依據電極的輻射作用實現對工件的加熱的，輻射傳熱量與溫度的四次方成正比，溫度低時則輻射加熱速度比較慢，實現了緩慢加熱，因此工件的內外加熱較為均勻，工件的變形小。由于真空爐內氣壓很低，氧氣的含量對工件的鐵元素氧化不起作用，因此避免了工件在真空爐加熱過程中出現氧化和脫碳現

形變熱處理是將壓力加工與熱處理有效的結合起來，在馬氏體點以上溫度經塑性變形后，立即利用余熱進行熱處理，以達到形變強化與相變強化的雙層強化的效果，得到了比單一強化更高的力學性能的一種熱處理工藝。其優(yōu)點為節(jié)省工序、減少能源消耗、節(jié)省鋼材的熱處理缺陷等，因此提高了零件的產品性能。形變熱處理后獲得了比普通熱處理時更高的強度和斷裂韌性，其主要原因為形變使晶界扭曲變成鋸齒狀，增加了零件中的位錯密度和加速了合金元素的擴散，促成了合金碳化物的沉淀；塑性的提高也是由于這種細小、彌散分布的合金碳化物的沉淀，因此降低了奧氏體中碳和合金元

工藝是指采用先進和科學的方法和手段，通過生產實踐的反復驗證，可確保零件的質量的加工方法，它是產品設計和工藝人員辛勤勞動的結果，它既是指導實際操作的規(guī)程和控制計劃，更是從產品的技術準備、原材料供應、生產計劃的調度、勞動力的合理調配、過程質量檢驗和成品入庫和包裝運輸的重要依據和法規(guī)，因此工藝整體反映了質量水平的高低和生產能力的規(guī)模，它是產品質量的重要保障，也是企業(yè)經濟效益的決定因素，從某種意義上講代表了該產品在同行業(yè)加工水平的高低和現狀，是否具有市場競爭力的體現，抓好工藝的合理制訂，對于企業(yè)的生產具有重要的作用，國內外

滲碳層過深、滲碳層濃度梯度太陡原因分析：1．滲碳溫度過高，保溫時間過長。2．固體滲碳的滲碳劑活性過分強烈或氣體滲碳碳勢過高。滲碳層過深、滲碳層濃度梯度太陡預防措施：1．按正常的滲碳工藝執(zhí)行．嚴格控制工藝參數，增加超溫報警裝置。2．采用新滲碳劑時，應放入一定比例的舊滲碳劑；氣體滲碳則控制滲碳劑的流量。說明：對碳濃度梯度太陡而滲層厚度不符合要求的零件，在中性介質中加熱至正火溫度并保溫，隨后油或空氣中冷卻即可減少碳濃度梯度，得到要求的質量。

(1)氣門的工作條件和要求氣門是在內燃機工作過程中密封燃燒室和控制內燃機氣體交換的精密零件，是保證內燃機動力性能、可靠性和耐久性的關鍵部件，因此進、排氣門是其心臟部件。氣門在工作過程中閥口錐面與汽缸蓋相互接觸部分、氣閥桿端與搖臂之間發(fā)生劇烈的摩擦作用、高溫氣體沖刷和腐蝕溫度高，進氣門主要承受反復沖擊的機械負荷，其工作溫度在300～400℃，而排氣門除承受沖擊的機械負荷外，還受到高溫氧化性氣體的腐蝕以及熱應力、錐面熱箍應力和燃燒時氣體壓力等的共同作用，排氣門的工作溫度為600～800℃，因此在運動過程中氣門要承受沖擊

對鍛鋼而言經調質熱處理后為回火索氏體組織，硬度為207～302(HBS)；正火后組織為珠光體+鐵素體，硬度為163～241( HBS)，晶粒度分別為1～4級、4～10級；對球墨鑄鐵來說正火硬度240～300(HBS)，石墨球等級為1～3級，晶粒度為5～8級。良好的預備熱處理將為以后的熱處理及表面處理奠定組織基礎，因此該工序顯得尤為重要。曲軸的預備熱處理工藝有鋼的正火和球墨鑄鐵的奧氏體正火處理，為提高曲軸的力學性能。也可采用調質或正火后表面淬火、等溫淬火等工藝，以提高球墨鑄鐵曲軸的韌性和塑性。

為了提高曲軸的表面硬度，獲得良好的耐磨性、疲勞強度和高的耐腐蝕性，通常大功率柴油機曲軸采用離子滲氮（或氣體滲氮），它具有滲層厚、時間長、設備復雜等特點。作為汽車和拖拉機用曲軸一般采用鐵素體氮碳共滲，其特點為滲層薄、摩擦系數小，因此提高了曲軸的抗咬和擦傷能力、疲勞強度獲得高的耐磨性等。其工藝特點為溫度低、時間短、化學處理后變形小、節(jié)能等，因此大部分曲軸普遍采用該工藝。其技術要求為滲層滲層≥0.10mm，硬度≥420(HV0.1)，脆性≤2級。 目前氮碳共滲有液體、氣體和固體三種，液體氮碳共

感應加熱表面淬火的裂紋缺陷產生原因分析：1．工件形狀尺寸不均勻，工件的結構設計不合理或形狀復雜，尺寸突變或淬火部位加工粗糙或有凹槽、孔、臺階、端頭、尖角、鍵槽、空洞和油道等結構因素2．加熱溫度不均勻（包括設備頻率選擇不當、感應器的設計不合理、操作程序不合理、預熱溫度不適宜、預先熱處理質量不佳等）3．淬火介質選擇不當，冷卻速度過大4．工件的回火不及時，重新淬火時操作不當5．原材料內部存在質量缺陷（組織不均勻晶粒粗大、成分偏析、有害雜質、大量的非金屬夾雜物、內部裂紋等），材料淬硬性能過高，鋼的含碳量高于上限的要求6．淬

普通的熱處理包括正火、退火、淬火、回火、時效和冷處理等，使零件的整體或局部獲得一定的硬度和力學性能，來滿足其工作和使用要求，其特征為零件本身沒有化學成分的改變。而化學熱處理是將零件置于一定溫度的活性介質中加熱，保溫一定的時間，使一種或幾種化學元素的原子滲入零件表層，以改變表面化學成分、組織和性能，達到改善零件使用性能的熱處理工藝?；瘜W熱處理可以明顯提高零件的使用壽命和力學性能，在某種程度上低碳鋼或低合金鋼等可代替高合金鋼，降低了生產成本，因此化學熱處理在機械制造中得到了十分廣泛的應用和推廣，具有比較廣闊的市場前景。

  鋼的氮碳共滲是鋼在含氮和碳的活性介質中加熱，完成鋼的滲氮，同時還有少量的碳原子滲入。氮碳共滲時氮在鐵中的溶解度比碳在鐵中的溶解度大10倍，因此氮碳共滲是以滲氮為主的共滲過程?；钚缘优c活性碳原子滲入到工件表面后，形成氮碳化合物。氮碳共滲是在硬氮化的基礎上發(fā)展起來的，與一般硬氮化工藝相比，其滲層硬度較低，脆性減少，故簡稱軟氮化。    氮碳共滲不僅賦予工件耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗咬合、抗擦傷及抗腐蝕性能，而且該工藝具有時間短、溫度低、變形小、化合物層脆性小等特點

鋼的滲氮是在一定的溫度下使活性氮原子滲入到工件表面的一種化學熱處理，即氮原子滲入鋼件表面層的過程，它改變了工件表面的組織結構和性能，成為一種復合的材料，與普通的材料相比，工件的表面和心部的組織狀態(tài)和性能發(fā)生了很大的變化。氮化零件在機械工業(yè)、石油工業(yè)、國防工業(yè)等領域應用十分廣泛，與滲碳、中溫碳氮共滲相比，由于加熱溫度比較低（通常為500～570℃），不需要進行加熱后的淬火處理，因此具有工件的變形小，表面有更高的硬度和耐磨性，疲勞強度高，同時又具有高的抗腐蝕性和熱硬性等特點，機床主軸和絲杠、樘桿、擠壓模具、齒輪、發(fā)動機

(1)淬火加熱溫度淬火加熱溫度按Ac3+(30～70)℃來選取，在加熱時需要注意以下幾點：①防止加熱過程中出現氧化脫碳，應加以保護，建議在鹽浴爐內加熱，如采用電阻爐加熱應通可控氣氛，否則脫碳后的彈簧疲勞強度降低、使用壽命縮短見表3-21；②為減少變形，彈簧在加熱爐內不能垂直放置；③彈簧不能堆積加熱；④加熱溫度和加熱時間的選用原則是碳化物溶解良好、確保彈簧整個截面淬透，晶粒度符合要求。(2)淬火冷卻考慮到絕大多數熱成型彈簧是合金鋼制造的，故淬火多采用油冷。但對于截面較大的彈簧則采用水淬油冷的方法，此時應特別注意要適當