低真空变压热处理技术的特点及发展情况

HEATS

　　1低真空变压热处理技术的特点

" L) R9 D! G, Z# ]! b* [

　　用低真空变压原理制造的SLV型和WLV型炉，可克服“老三炉”(老式箱式炉、井式炉和盐浴炉)存在的缺点，拥有真空炉和可控气氛炉的一些优点，可实现无氧化加热，又可实现可控气氛加热，售价低、维修易。此外，此项技术还拥有自动改变炉压的功能，从而达到快速排气和提高渗碳、渗氮速度之目的。现把其特点介绍如下：

! ~) {" b. V4 W4 s, L, a

　　1.1工作原理

; p' |2 f# t$ ^' H

　　上世纪80年代初，在研制高速钢工具氧氮共渗技术时，开始用低真空原理制造设备和试验配套工艺(即低压氧氮共渗技术)，工件在设定的低真空上限下限范围内自行循环加热，炉气在设定的时间周期内自行反复吐故纳新，解决了工件在渗氮、渗碳过程的密装生产、炉气老化、渗层均匀性等难题；根据适当增加炉压可增加N、C原子渗速[2-4]，在低真空变压的基础上增加正压变压的工艺过程。这种先在低真空范围变压加热，接着进行正压变压加热的工艺及其设备称为低真空变压热处理技术。炉膛在低真空至正压大范围变压加热，以中性气体迅速置换炉膛中的空气、水分等氧化物质，而后充以工艺规定的渗剂，使工件在设定的气氛中加热，加热后如果在炉内冷却即可实现无氧化、无脱碳淬火；如果加热后在炉外冷却，则工件从炉中取出时同空气接触，产生少量氧化而实现少无氧化加热。

' f4 S* X9 I) x. }' Y8 p 1 ?, I, \2 k( V. r' t6 B" d

　　1.2工艺特点

　　低真空变压热处理炉可实现优良的热处理工艺，并具有清洁、节能、少无氧化、密装生产、快速、高效等优点。

1 l% V X- O% [5 A 1 H6 m7 M) o! t# q' ^0 E' s

　　(1)加热过程的低真空变压，可借助中性气体迅速排除炉膛中的空气，而后再以少量的有机液体或液化气消除炉膛中残余氧和水蒸气，实现工件的少无氧化加热。辅料消耗比常规的可控气氛炉(或保护气氛炉)减少50%以上。

1 a7 m* ~7 y/ G* S: u- n* |+ z

　　(2)化学热处理时借助低真空变压，渗剂可定向流动的特点，在迅速排除工件周围的老化气氛后，新鲜渗剂立即迅速扩散到炉膛各处，工件上的小孔、盲孔孔壁及压紧面均可得到满意的渗层，从而实现工件密装生产。

# U# d. R$ g5 o0 o8 }

　　(3)可将单一元素的炉气迅速改变为两类元素(强化型元素和润滑型元素)的多元素共渗气氛，并在质量上和数量上予以精控(质量上控制就是控制炉气各成分的百分比，数量上控制就是控制炉气的总压力)。由于几种元素同时渗入的互相促进作用，渗速加快，工艺周期明显缩短。

" ]3 ~# M4 i q' t) P! a8 ?

　　(4)因炉压适当提高可缩短渗氮和渗碳时间[2-4]，低真空变压设备可随时迅速把炉压调至渗速最高的范围，从而缩短工艺周期，实现快速、高效和低耗的化学热处理。

" _: H, T5 }1 H! a1 P- V+ \, H

　　(5)低真空变压处理过程，可随意改变炉气成份，实现可控气氛加热。

　　(6)处理过程可随时打开炉盖取出试样或工件检查硬度和金相，合格出炉，不合格继续处理，从而保证每一炉的质量。

　　2低真空变压热处理设备

, v2 x/ J+ I& `& K

　　2. 1 SLV-Ⅰ型低真空变压少无氧化加热炉

　　此炉最高加热温度1150℃(分箱式和井式两种炉型)，采用无罐式结构，耐火炉衬砌在炉壳内，并与侧壁脱离，是一种特殊结构的冷壁式炉，不必像真空炉那样整个炉壳通水冷却，只在炉门密封处通水冷却，使水耗和电耗显著减少；安装自动换气装置，实现自动进排气。炉门同炉体接触处用橡胶密封，炉衬采用装配式结构，多用陶瓷纤维，尽量少用耐火砖，并在其外表涂多晶矿化黑陶瓷涂料；增设内炉门，炉底中部安装布气盘，让中性、惰性等气体自行定量、定时地进入炉膛，也可从炉顶滴入有关保护液，使工件加热后达到少、无氧化的要求。后墙和炉顶配装热电偶，分别用于控制和记录炉膛温度。采用智能化程序控温，具有超温报警，超温断电，自动复位及输出功率自动调整等功能。中温炉的电热元件为螺旋管形，高温炉用弓形丝或带，对于炉膛表面积小者采用低压供电。

7 I4 g: o8 Y8 q: \8 W6 p 1 C, a- g7 V: g7 Z& g" n1 V

　　同常规高温炉(RX3，RJ2)比较，SLV-Ⅰ型炉有如下特点：

! @* u$ X3 Z) R( F; Q( G- r( n ! n, W) C8 S1 x" _! y

　　(1)在箱式炉后墙和炉顶安装电热丝，加上内炉门挡热，使炉温均匀度达到圆形炉膛的水平。井式炉的炉盖为双层，上层为密封盖，下层用来绝热。 . D% L3 l9 x2 y$ o$ K# N【MechNet】

. D# P: a' j5 o3 I* k$ e+ n6 b