3-1真空熱處理原理與設(shè)備

1、2022/8/211真空運(yùn)用Vacuum Application主講： 王曉冬Dr. X D Wang .2022/8/212課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排1真空運(yùn)用概論(4學(xué)時(shí))2 真空冶金12學(xué)時(shí)3 真空熱處置4學(xué)時(shí)4 真空技術(shù)與太陽(yáng)能利用2學(xué)時(shí)5 真空冷凍枯燥2學(xué)時(shí)6 真空絕熱2學(xué)時(shí)7 真空壓力浸漬2學(xué)時(shí)8 真空鍍膜2學(xué)時(shí) 考試2學(xué)時(shí).2022/8/2133 真空熱處置3.1真空熱處置原理及設(shè)備1真空熱處置的作用和特點(diǎn)2真空熱處置的工藝流程及分類3 真空熱處置爐3.2 真空電阻爐的任務(wù)原理與構(gòu)造3.3 真空電阻爐的設(shè)計(jì)計(jì)算及真空系統(tǒng)3.4 電阻爐內(nèi)部流動(dòng)與傳熱的

2、數(shù)值模擬.2022/8/2143.1 真空熱處置原理及設(shè)備改善資料的性能的主要兩個(gè)途徑調(diào)整化學(xué)成分合金化進(jìn)展熱處置結(jié)晶構(gòu)造改動(dòng)熱處置工藝經(jīng)過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法使資料的組織構(gòu)造發(fā)生變化以獲得所需性能.真空條件對(duì)熱處置工藝的影響在外界壓力變化時(shí)，固體金屬相變溫度、金相組織將發(fā)生變化；但相差一個(gè)大氣壓下的真空環(huán)境下，固體金屬相變熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等特性沒(méi)有明顯變化?？蓞⒄粘合鹿虘B(tài)相變?cè)磉M(jìn)展真空熱處置工藝。2022/8/215.2022/8/2161)真空熱處置的作用和特點(diǎn)真空熱處置的作用(1)維護(hù)作用防氧化、防脫碳、防增碳、防吸氣、防腐蝕堅(jiān)持了金屬外表原有化學(xué)成分和光澤，真空熱處置稱為光亮處

3、置。(2)外表凈化作用氧化物、氮化物、氫化物等雜質(zhì)復(fù)原分解或揮發(fā)；獲得光潔金屬外表.2022/8/217真空熱處置的作用2(3)真空除氣作用物理吸附與脫附對(duì)溫度和壓力都是可逆的；化學(xué)吸附與脫附對(duì)壓力可逆，對(duì)溫度不可逆。(4)脫脂作用機(jī)械加工過(guò)程中運(yùn)用的冷卻劑和光滑劑在真空和加熱條件下?lián)]發(fā)或分解，得到光潔外表。.2022/8/218真空熱處置的作用3(5)蒸發(fā)作用使零件之間、零件與料框之間發(fā)生粘接；使金屬工件外表粗糙；金屬中某些元素脫出如鉻，破壞工件外表特性；電極絕緣性能下降，易發(fā)生短路事故。為防止金屬的蒸發(fā)，可充入維護(hù)氣體，調(diào)理爐內(nèi)壓力。.2022/8/219真空熱處置的特點(diǎn)(1)高質(zhì)量工件不

4、氧化、不脫碳、不增碳的光亮處置；工件變形量是普通熱處置變形量的10%，顯著減小。(2)低本錢(qián)變形量小，減少下一道工序加工余量；減少?gòu)U品率和加工費(fèi)。(3)低能耗保溫好，熱損失少，電耗少。(4)無(wú)公害(環(huán)保).2022/8/2110真空熱處置的特點(diǎn)2真空熱處置的缺陷易產(chǎn)生蒸發(fā)景象；設(shè)備較復(fù)雜；設(shè)備本錢(qián)較高。.2022/8/21112真空熱處置的工藝流程及分類加熱(升溫)保溫(使溫度均勻)冷卻在上述處置過(guò)程中，資料組織構(gòu)造發(fā)生變化，獲得需求的性能。真空熱處置工藝流程裝料抽空加熱保溫冷卻出爐不同熱處置要求不同的工藝條件，而不同的工件要求的工藝條件又有所差別，要指定詳細(xì)的工藝曲線。.2022/8/211

5、2真空熱處置壓力、溫度隨時(shí)間變化.2022/8/2113熱處置的分類(1)普通熱處置：退火，正火消除應(yīng)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；回火獲得較好的韌性和塑性。(2)外表熱處置外表淬火火燃加熱，感應(yīng)加熱；化學(xué)熱處置滲碳，滲氮，碳氮共滲。.2022/8/2114真空淬火(1)淬火原理將工件加熱到奧氏體轉(zhuǎn)化溫度并保溫一定時(shí)間使工件受熱充分均勻再急速冷卻，阻止奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)化為高硬度的馬氏體使外表和內(nèi)部獲得高硬度和耐磨性。(2)淬火方法氣體淬火油淬火水淬火冷卻速度依次提高.2022/8/2115氣淬冷卻方式：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)由充氣循環(huán)安裝、風(fēng)機(jī)、換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻。冷卻

6、速度慢，適用于小工件處置。冷卻速度：與冷卻氣體的種類、壓力、爐子構(gòu)造、流量裝爐量有關(guān)。隨著氣體壓力的不斷添加，處置才干大幅度提高。冷卻介質(zhì)：不與工件反響的氣氛氫氣、氦氣、氮?dú)?、氬氣等冷卻才干依次降低.2022/8/2116氣淬氣體氫冷卻速度快，易爆炸，不能用于1058以上的熱處置中；氦冷卻速度快，本錢(qián)高為氮?dú)獾?00倍,很少運(yùn)用；氬冷卻速度慢，價(jià)錢(qián)高于氮?dú)?，不宜運(yùn)用；氮價(jià)錢(qián)廉價(jià)，平安，最多運(yùn)用高純氮)。.2022/8/2117提高冷卻速度的方法提高流量遭到風(fēng)機(jī)功率的限制;提高壓力“加壓氣淬，P=(6-9.3)*104Pa；“高壓氣淬，P=(2-5)*105Pa。降低冷卻介質(zhì)的溫度設(shè)置熱交換器。

7、.2022/8/2118油淬與水淬油淬冷卻速度快，適用于大工件和淬透性差的工件由油池、冷卻器、攪拌安裝實(shí)現(xiàn)冷卻。由于油的污染以及工件需清潔等緣由，油淬的運(yùn)用在減少。水淬消費(fèi)中有需求，技術(shù)上有些問(wèn)題有待研討。.2022/8/21193真空熱處置爐1爐型和作業(yè)方式立式、臥式、混合式周期式、半延續(xù)式、延續(xù)式2爐子組成加熱室真空系統(tǒng)水冷系統(tǒng)電源電控系統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)或油淬安裝.真空熱處置爐爐型構(gòu)造12022/8/2120.真空熱處置爐爐型構(gòu)造22022/8/2121.真空熱處置爐爐型構(gòu)造32022/8/2122.2022/8/2123周期式真空熱處置爐.2022/8/2124高壓氣淬爐.2022/8/212

8、5半延續(xù)式真空熱處置爐.2022/8/2126延續(xù)式真空熱處置爐.2022/8/2127立式真空電阻爐.2022/8/2128臥式真空電阻爐.2022/8/2129延續(xù)式真空電阻爐.2022/8/2130真空釬焊爐.2022/8/21313氣淬風(fēng)冷系統(tǒng)a構(gòu)造組成風(fēng)機(jī)普通為離心式、氣流循環(huán)管道、熱交換器內(nèi)交換或外交換b風(fēng)機(jī)構(gòu)造真空風(fēng)機(jī)或液壓馬達(dá)c風(fēng)機(jī)參數(shù)風(fēng)量： m3/sF風(fēng)道截面積；v風(fēng)速，v=10m/s。功率： H風(fēng)壓；K平安系數(shù)；1風(fēng)機(jī)效率，1=0.4-0.5；2機(jī)械效率，直聯(lián)電機(jī)，2=1。.2022/8/2132內(nèi)循環(huán)風(fēng)冷真空風(fēng)機(jī).2022/8/2133內(nèi)循環(huán)風(fēng)冷液壓馬達(dá).外循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)1

9、2022/8/2134.外循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)22022/8/2135.外循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)32022/8/2136.2022/8/21374淬火油槽槽體+淬火油+冷卻安裝+攪動(dòng)安裝+加熱安裝(1)油量：(8-14)倍工件質(zhì)量(2)槽體高度：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)油的冷卻:槽體外冷卻水套或槽內(nèi)(側(cè)面和底部)冷卻水管(4)油加熱:提高流動(dòng)性，采用管狀加熱器，直接插入油中，或插入槽體上的鋼管中。.2022/8/2138淬火油槽攪拌安裝(5)攪拌安裝促進(jìn)油循環(huán)流動(dòng)，均勻油溫，加快冷卻；電機(jī)(500轉(zhuǎn)/分)+聯(lián)軸器+葉輪(直徑200-400毫米)+動(dòng)密封；設(shè)置位置：底部，側(cè)壁和上部。.2022/8/21396 電阻爐真空系統(tǒng)1)低真空系統(tǒng)2)中真空系統(tǒng)羅茨泵+機(jī)械泵油增壓泵+機(jī)械泵3)高真空系統(tǒng)分散泵+羅茨泵+機(jī)械泵分散泵+機(jī)械泵分散泵+油增壓泵+機(jī)械泵2022/8/2139.2022/8/2140中真空系統(tǒng)羅茨泵+機(jī)械泵2022/8/2140.2022/8/2141中真空系統(tǒng)油增壓泵+機(jī)械泵2022/8/2141.20