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真空高压气淬最新工艺与设备作者:高文栋马卫东时间:2007-1-9正文:一．前言真空气淬的基本概念是在真空炉内被加热的工件使用惰性气体快速冷却，得到需要的组织和性能。
为了减小零件的热处理畸变，减少工件油淬的污染【气淬后工件免清洗】，将高压气淬技术替代真空油淬冷却技术一直是欧洲热处理界内研究的主要课题之一，自从20世纪七十年代末开发出了首台0.2MPa的真空气淬炉后，真空高压气淬炉技术飞速发展，到目前为止，1-20巴（bar）压力下的中性或惰性气体中的冷却的高压气淬炉、40bar超高压气淬炉及其真空热处理成套技术已经得到很大的推广，在我国随着科技的发展以及环保、节能的要求，热处理迫切需要清洁生产，真空高压气淬热处理技术使用已成为当前先进热处理生产技术的主要标志之一。
以其无氧化、少畸变、无二次清洗等特征越来越受到我国热处理行业的普遍重视和关注。
二．真空高压气淬技术的优越性1 .少畸变金属零件在热处理过程中形状和尺寸变化是不可避免的,过大和不均匀的畸变会增加加工余量或使之报废，对有些经热处理后不再进行磨削加工的零件，畸变会零件失去互换性或增大使用配合间隙，因此对高速钢、高碳高合金模具钢、工模具、淬火直接使用的齿轮类等工件而言，尽量减小畸变是何等重要！热处理工件影响因素较多，除与材料、内应力、加工工序、工件摆放方式、温度、冷速等等有关系外，畸变主要发生在冷却阶段,尤其是在淬火冷却过程工件会产生最大程度的畸变。
均匀的冷却、减小工件表面和心部的温差是减小畸变的基本措施，因此冷却介质和冷却方式的选择至关重要，真空高压气淬技术对上述材料及工件而言恰恰提供了最佳的冷却介质和冷却方式，事实证明：先进的真空高压气淬技术是热处理工件少畸变的有效途径之一。
目前它已成为优质工模具不可或缺和首选的热处理工艺.2．无氧化无污染真空加热和高压气淬捆绑技术构成了无氧化、清洁热处理技术，也是当前热处理生产技术先进程度的主要标志之一。
真空高压气淬炉工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠真空高压气淬炉的工作原理。
你看啊，这真空高压气淬炉就像是一个超级大厨！它的任务呢，就是要把各种材料“烹饪”出我们想要的效果。
想象一下，这个炉子里面是一个神秘的空间，就像一个魔法盒子。
材料被放进去后，就开始了奇妙的旅程。
首先呢，它会把里面的空气抽得干干净净，创造出一个真空的环境。
这就好比把厨房的门关上，不让任何杂味跑进来影响菜品的味道。
然后呢，炉子开始加热啦！就像给锅底下添了把旺火。
在高温的作用下，材料开始发生变化，就像食材在锅里慢慢变熟。
接着，最关键的一步来了！高压气体会冲进这个魔法盒子里。
这些气体就像是一阵强风，快速地给已经变热的材料降温。
这可不像我们平时等菜自然冷却，那太慢啦！这是一种迅速而高效的方式。
你说神奇不神奇？材料在这样的过程中，就会获得一些特殊的性能。
就好比一道菜，经过精心的烹饪，变得特别美味可口。
咱再打个比方，这真空高压气淬炉就像是一个严格的教练，对材料进行着严格的训练。
让它们变得更强、更耐用。
你可能会问啦，那为什么要用真空和高压气体呢？嘿嘿，这就是它的高明之处呀！真空可以避免材料被氧化，保持它们的纯净。
而高压气体呢，可以让冷却更均匀、更快速，让材料的质量更好。
这真空高压气淬炉在很多领域都大显身手呢！像制造一些高精尖的零件，没有它可不行。
它就像一个幕后英雄，默默地为我们的生活提供着高质量的产品。
总之呢，真空高压气淬炉就是这么厉害！它用独特的方式让材料发生奇妙的变化，为我们的生活带来便利和惊喜。
是不是很有意思呀？咱可得好好感谢这个神奇的“大厨”呀！。
真空热处理技术真空热处理真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。
真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的，真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺，但热处理质量大大提高。
与常规热处理相比，真空热处理的同时，可实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。
真空热处理其实还分成以下四个技术要点1．真空高压气冷淬火技术当前真空高压气冷淬火技术发展较快，相继出现了负压（＜1×105Pa）高流率气冷、加压（1×105～4×105Pa）气冷、高压（5× 105～10×105Pa）气冷、超高压一（10×105～20×105Pa）气冷等新技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火能力，且淬火后工件表面光亮度好，变形小，还有高效、节能、无污染等优点。
真空高压气冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不锈钢和特殊合金的固溶、时效，离子渗碳和碳氮共渗，以及真空烧结，钎焊后的冷却和淬火。
用6×105Pa高压氮气冷却淬火时、被冷却的负载只能是松散型的，高速钢（W6Mo5Cr4V2）可淬透至70～100mm，高合金热作模具钢（如 4Cr5MoSiV）可达25～100mm。
用10×105Pa高压氮气冷却淬火时，被冷却负载可以是密集型的，比6×105Pa 冷却时负载密度提高约30％～4O％。
用20×105Pa超高压氮气或氦气和氮气的混合气冷却淬火时，被冷却负载是密集的并可捆绑在一起。
其密度较6×105Pa氮气冷却时提高80％～150％，可冷却所有的高速钢、高合金钢、热作工模具钢及Cr13％的铬钢和较多的合金油淬钢，如较大尺寸的9Mn2V钢。
长轴类零件高压真空气淬工艺应用研究
杨海川;王宇;蒲莉萍;刘飞
【期刊名称】《热处理技术与装备》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】结合生产实际采用高压气淬真空炉对30CrMnSiA、1Cr17Ni2和
GH4169三种轴类零件进行热处理,通过测试抗拉强度、观察显微组织和检测零件变形量及硬度,并与真空油淬炉热处理后的试验结果进行对比。
结果表明,在6 bar 气体淬火压力下30CrMnSiA零件(直径φ20 mm)硬度不合格,与真空油淬工艺相比,其硬度、显微组织和淬透性差异较大。
1Cr17Ni2零件(直径φ30 mm)硬度合格,与真空油淬工艺相比,硬度、显微组织和淬透性无明显差异。
直径不大于φ40 mm 的GH4169零件的硬度合格。
在垂直吊装的情况下,三种零件变形量均能够控制在0.15 mm内,无需进行校正。
【总页数】5页(P15-19)
【作者】杨海川;王宇;蒲莉萍;刘飞
【作者单位】新乡航空工业集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.3;TG162.71
【相关文献】
1.壳式长轴类零件加工工艺分析
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高压气淬后9Cr18钢的组织和性能李付伟【摘要】研究了真空高压气淬热处理工艺对9Cr18钢组织、性能及变形的影响.结果表明,两种状态淬回火工艺处理的试样组织基本一致,均由马氏体、一次碳化物、二次碳化物和残余奥氏体组成.淬透性能满足生产要求.经真空气淬的试样硬度仅比油淬的略有降低,但变形微小,便于产品的后续加工,可替代现有的真空油淬工艺.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】3页(P41-43)【关键词】9Cr18钢;高压气淬;淬透性【作者】李付伟【作者单位】洛阳LYC轴承有限公司,河南洛阳 471039【正文语种】中文【中图分类】TG174.44真空高压气淬工艺具有无氧化、无脱碳以及无合金元素贫化的特点，可以实现光亮热处理，使零件脱脂、脱气，避免表面污染和氢脆，同时还可以实现对加热速率和冷却速率的控制，淬火时冷却气体可在360 ℃范围内对工件进行喷射冷却，冷却较均匀，工件不会出现软点，淬火硬度均匀，从而减少热处理变形，提高材料性能[1-4]。
9Cr18钢作为一种常用的耐蚀轴承钢，是工业生产中广泛使用的工具钢，普遍用于军工轴承的生产加工，本文采用相同的热处理工艺对9Cr18钢分别进行真空气淬和油淬，比较分析了两种工艺热处理后的组织性能变化及热处理变形，为9Cr18钢高压气淬的应用提供依据。
1 试验方法1.1 试样试样为某型9Cr18钢制的轴承套圈及圆棒试样，经退火后车加工成型，其主要尺寸(1)圆棒试样：φ40 mm×40 mm；(2)套圈：外径为φ250 mm，宽度为32 mm，有效壁厚为6 mm。
采用直读光谱法测得的材料化学成分(质量分数，%)见表1，由表中数据可知，材料元素含量符合GB/T 3086《高碳铬不锈轴承钢》的要求。
表1 化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition (ω,%)元素CCrMnSiPSNiCu标准值0．90～1．0017．00～19．00≤0．8≤0．8≤0．035≤0．03≤0．30≤0．25实测值0．9618．250．450．360．02≤0．010．15≤0．251.2 试验方法将试样分成2组，一组油冷淬火，一组高压气淬，比较两种工艺热处理后试样的组织和性能，试验选择相同的热处理工艺，如图1所示，分别采用工艺1为油冷淬火和工艺2为0.3、0.6、0.9 MPa的高纯氮气淬火。
WZDGQ型真空高压气淬炉的验收及热处理试验王卫;刘英;马军义【摘要】本文概述了WZDGQ型真空高压气淬炉的性能特征,对WZDGQ型真空高压气淬炉的安装调试进行了现场跟踪及极限服役环境下的热处理试验验收,验证该设备满足设计的主要性能指标.同时,对某种铜镍基合金试样在此设备中进行了常规服役环境下的热处理试验,确定了一种适合此合金的热处理工艺温度、时间及真空度等,经过热处理后得到基体组织均匀、晶界清晰干净的合金材料,并为同行提供参考.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】真空炉;气淬;高压;合金【作者】王卫;刘英;马军义【作者单位】中国铝业郑州有色金属研究院有限公司,河南郑州450041;中国铝业郑州有色金属研究院有限公司,河南郑州450041;中国铝业郑州有色金属研究院有限公司,河南郑州450041【正文语种】中文【中图分类】TG155.1我院引进的WZDGQ型真空高压气淬炉是卧式、单室、用于真空高压气淬的真空炉，广泛适用于对工模具、精密合金、铜、镍等材料产品真空淬火、真空固溶、真空退火和真空时效等多种真空热处理工艺需求，借助其设备功能更能大大增强产品的淬透性[1]。
本文对WZDGQ型真空高压气淬炉的现场验收及热处理过程和方法作了描述，旨在总结经验，为同行提供参考。
该真空高压气淬炉结构由炉体、炉胆、冷却系统、真空系统、充气系统、水冷系统、电控及供电系统组成。
其主要技术特征如下：1)模块化炉胆，炉温均匀性好；2)在炉胆圆周上均匀布置冷却喷嘴，实现非常高的冷却速度和冷却均匀性；3)内部大型热交换器和冷却电机的结构紧凑；4)炉胆易于拆卸，部件设置位置均可大大降低维护费用。
该设备的详细技术指标如下：a.有效加热区尺寸/mm 200(W)×300(L)×200(H)b.装炉量/kg·炉-1 25c.最高温度/℃ 1350d.工作温度范围/℃ 600～1300e.空炉升温时间/min ≤60(室温到1200 ℃)f.炉温均匀性/℃ ≤±5g.极限真空度/Pa ≤8×10-4h.压升率/Pa·h-1 ≤0.5i.抽空时间(到10 Pa)/min ≤15j.冷却充气压力/Pa 6×105(6 bar)k.压力可调节的范围/bar 1～6l.最大冷却速率/min ≤5m.控温精度/℃ ±11 主要性能指标验收情况真空高压气淬炉主机就位且接通了冷却水、电、气等辅助设施后，立即开展对设备的各项技术指标进行验收，炉温均匀性按国标进行(空炉5点测温，温度测量点为850、1050 ℃)，其它指标亦应按国标GB10966.4—89进行验收。
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真空炉多气流高压淬火
Kay,A;滕春贤
【期刊名称】《黑龙江冶金》
【年(卷),期】1997(000)002
【摘要】真空热处理是一种日益普及的热处理技术，广泛应用于宇航，汽车和机械工具领域。
本文集中研究了真空炉压力淬火系统的发展，该系统保证工件在硬化过程中获得良好的冶金性能和具有最小的变形。
【总页数】3页(P47-48,F003)
【作者】Kay,A;滕春贤
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG155.16
【相关文献】
1.工业真空炉热处理压力淬火的研究 [J], 喻子建;王宝霞
2.用新开发的15 bar Super Turbo(R)真空炉进行大型冲模和铸模的淬火 [J], Thomas Wingens;袁晓月
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钢真空油淬和高压气淬的变形控制
高文栋
【期刊名称】《热处理技术与装备》
【年(卷),期】2008(029)004
【摘要】讨论了钢真空油淬和高压气淬的变形控制问题,提出了在选择这两种工艺时应遵循的原则.
【总页数】2页(P37-38)
【作者】高文栋
【作者单位】北京易西姆工业炉科技发展有限公司,北京,100101
【正文语种】中文
【中图分类】TG162
【相关文献】
1.18CrNiMo7-6钢渗碳齿圈的盐浴淬与油淬工艺性能对比及畸变的控制 [J], 宁可;张峦;张衡;李宝奎;张祥儒;赵玉凯
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4.W18Cr4V钢真空气淬和普通油淬的组织与性能比较 [J], 汪冬梅;尤显卿;郑玉春;刘玉
5.1Cr17Ni2钢真空气淬和普通油淬的性能与组织比较 [J], 王运玲;王健
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2019年 第5期 热加工
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淬火介质与气氛
uench Medium & Atmospnere
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真空高压气淬工艺探索
■ 潘振，朱永新，卞凯强
摘要：介绍了淬火冷却介质的发展过程、种类及各自的特性。
通过对真空高压气淬实际工艺试验的研究与探索，发掘出降低淬火气体压力、提高淬火风机转速的工艺优化思路，并论述了该工艺思路给实际生产带来的可观经济效益。
关键词：淬火冷却介质；气体淬火设备；真空高压气淬
淬火冷却技术作为热处理工艺过程的重要组成部分，自始至终伴随着热处理技术的发展而不断进步。
但是，由于淬火过程涉及到温度、相变、应力应变以及介质流向的瞬间变化和交互作用，是一个十分复杂的过程，加之受到工件形状尺寸与材料成分的影响，而使其研究水平和控制水平滞后于热处理的加热过程，成为热处理生产关注的重点。
近些年来，随着各种测试技术的不断完善，计算机模拟技术的广泛应用以及对淬火质量要求的不断提高，在淬火过程机制研究、冷却过程控制、新型淬火方法、新型淬火冷却介质开发等领域都取得了一定的进步和发展。
1. 常用淬火冷却介质及其特性
淬火冷却技术首先是要选择合适的淬火冷却介质。
目前，热处理介质种类繁多，但基本分为液体、气体和固体三大类。
其中，水、无机水溶液、各种淬火
油等属于在淬火时发生物态变化的介质，冷却过程可分为蒸汽膜、沸腾、对流三个阶段，而气体、熔盐、熔碱等属于不发生物态变化的介质。
（1）水 水是应用最早、最广泛、最经济的淬火冷却介质，其价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力很强。
但水在M s 点附近（300~100℃）处于沸腾阶段，冷却太快易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使零件变形甚至开裂。
因此，只适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢淬火。
（2）无机物水溶液 后来人们通过往水中加入各种无机盐、碱或其混合物，形成各种不同的无机物水溶液，提高了高温区的冷却速度，改善了冷却均匀性，减少了开裂和变形。
但是盐水易生锈，碱水淬火不易控制，硝盐类会产生有害气体，对环境和工人的健康影响较大。
（3）淬火油 随着各种复杂及材料不同的零件不断出现，20世纪初人们开始使用矿物油作为淬火冷却介质，其具有粘度低、抗氧化性和热稳定性好、使用寿命长等优点，在壁厚不大、形状复杂、变形小的汽车齿轮零件中得到了广泛应用，各种类别（如快速淬火油、光亮淬火油、真空淬火油、等温、分级淬火油）也得到了迅速发展。
但其对环境的污染一直被人们所诟病，包括淬火过程中的浓烟、矿物油降解能力差、易酸败变质等缺点，不符合当前的环保要求。
（4）气体 淬火冷却介质的研究方兴未艾，人们一直在寻求资源丰富、无污染、冷却性能优良且可调的淬火冷却介质。
随着近年来真空设备的快速发展，对表面淬火钢或其他低合金材料进行热处理时，使用氮气或氦气的高压气体常可取代油淬。
气体淬火技术的成功在于环保和商业。
