在之前的文章:真空熱處理知識(一) 中,我們詳細介紹了 什么是真空熱處理,真空熱處理的特點,以及真空度的選擇。
今天,我們繼續(xù)分享真空熱處理知識(二):真空加熱溫度的選擇,以及保溫時間的選擇。
真空加熱溫度的選擇
在一般資料里,我們所看到的加熱溫度都是在一個范圍值內(nèi),在制定工藝參數(shù)時,我們一般要考慮到工件熱處理的性能要求、技術(shù)要求及所要工作的服役條件,才能找出**的加熱溫度。
在不影響力學(xué)性能且變形量最小的情況下,建議最好選擇常規(guī)下限溫度值。
畢竟在真空條件加熱的大都是成品零件,不需后序加工且對變形量要求是很高,如模具、冶具、刀具等。
對于真空加熱來說,一般情況下要分成幾段:
當(dāng)我們的工件的最終保溫溫度在 1000 ~ 1100℃ 時,可采用 800℃ 一次預(yù)熱。
可是當(dāng)工件的最終淬火溫度在 1200℃ 以上時,形狀簡單的可以采用 850℃ 一次預(yù)熱。
當(dāng)最終淬火溫度在 1200℃ 以上,且尺寸大、裝爐量多的、形狀復(fù)雜、變形量要求高的工件要采用兩次預(yù)熱:第一次 500 ~ 650℃,二次 800 ~ 850℃ 或者是多次預(yù)熱,這樣才可以保證工件在真空狀態(tài)下的加熱均衡。
真空加熱保溫均熱時間的選擇
真空熱處理保溫時間的核算主要是取決于工件的有效尺寸、形狀及裝爐量的大小。到目前為止還缺乏一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
一般真空熱處理保溫時間有三個方程式來計算:
T1 = 30 +(2.0 ~ 1.5) x D (1)
T2 = 30 +(1.5 ~ 1.0) x D (2)
T3 = 15 +(0.5 ~ 0.8) x D (3)
式中:T1 為第一次預(yù)熱時間、T2 為第二次預(yù)熱時間、T3 為最終奧氏體化時間(min)。D 為被加熱工件有效厚度(mm)。
按有關(guān)系數(shù)規(guī)定:
圓柱形工件按直徑計算,管形工件當(dāng) 高度/壁厚≤1.5mm 時,以高度計算;當(dāng) 高度/壁厚≥1.5mm 時,以 1.5mm 壁厚計算。
當(dāng)外徑/內(nèi)徑 >7 時,按實心圓柱體計算,空心內(nèi)圓柱體以外徑乘 0.8 計 算。
方 程 式 括 號 中 的 數(shù) 據(jù) 為 預(yù) 熱 系 數(shù),式(1)(2)中工件形狀復(fù)雜,工件較大且密集嚴(yán)重時選下限(數(shù)值大的);形狀簡單、擺放松散時選上限(數(shù)值小的)。
式(3)中高合金鋼選下限(數(shù)值大的);高速鋼選上限(數(shù)值小的)。
預(yù)熱常數(shù) 30,30,15 是根據(jù)內(nèi)熱式真空爐加熱特點預(yù)設(shè)滯后時間(min)。
這個方程式在實際計算時有時會出現(xiàn)一個不足之處,即最終奧氏體化時間加熱系數(shù)的上、下限選擇不當(dāng)時易出現(xiàn)偏差,偏差較大時會引起硬度不足或效率降低。
這時候就要求爐前操作人員要勤觀察,即觀察爐內(nèi)加熱室(工件、料筐、加熱室爐襯及加熱元件等)的顔色是否均勻一致,及時調(diào)整保溫時間以獲得較準(zhǔn)確的透燒時間,來保證熱處理后的品質(zhì)。