在使用真空爐進(jìn)行油淬熱處理的過(guò)程中,在低真空的壓強(qiáng)下面,真空淬火油的冷卻能力下降,對(duì)于某些鋼來(lái)說(shuō),可能達(dá)不到淬火的目的。
為此,在使用真空爐淬火前需要向淬火室內(nèi)充入高純的中性或惰性氣體,在油面上造成一定的壓強(qiáng),就可以實(shí)現(xiàn)鋼的充分淬火并獲得光亮的表面。能夠獲得與在大氣壓下相同的淬火硬度的低液面壓強(qiáng)稱為臨界淬火壓強(qiáng)。臨界淬火壓強(qiáng)與真空淬火油的特性和鋼的淬硬性有關(guān)。
在使用真空爐對(duì)淬硬性較差的鋼進(jìn)行淬火時(shí),應(yīng)該選用先充氣后入油的方式進(jìn)行淬火。油面壓強(qiáng)應(yīng)該高于臨界淬火壓強(qiáng)。一般調(diào)節(jié)在5×104Pa左右,但是不宜低于1.0×104Pa。對(duì)于中等淬硬性的鋼也應(yīng)該采取先充氣后入油的方式進(jìn)行淬火處理。油面的壓強(qiáng)可以調(diào)節(jié)在1.0×104Pa左右,但是不能低于5×103Pa。
淬硬性很好的鋼可以采取充氣或者不充氣的方式進(jìn)行淬火,采取充氣的方式,可以在真空爐的加熱室先充氣后入油,也可以先入油后充氣。采取先充氣的方式時(shí)充氣壓強(qiáng)可在(2.5~5)×104Pa范圍內(nèi)選定。
為了防止和減少蒸汽進(jìn)入并污染馬弗爐的加熱室,應(yīng)該選用較高的充氣壓強(qiáng),所用的氣體應(yīng)為高純的中性或惰性氣體。
在少無(wú)氧化熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中,真空氣氛爐的發(fā)展迅猛。在目前少品種、大批量生產(chǎn)中,尤其是碳素鋼和一般合金結(jié)構(gòu)鋼件的光亮淬火、退火、滲碳淬火、碳氮共滲淬火、氣體氮碳共滲仍以應(yīng)用可控氣氛為主要手段。所以氣氛爐熱處理仍是先進(jìn)熱處理技術(shù)的主要組成部分。
制備氣氛的氣源。我國(guó)在掌握和推廣可控氣氛過(guò)程中,在解決氣氛問(wèn)題上走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路。早期的吸熱式氣氛發(fā)生爐主要用液化氣,即純度較高的丙烷或丁烷。近幾年已證實(shí),我國(guó)的天然氣資源豐富,為用jia烷制備吸熱式氣氛創(chuàng)造了良好的條件。使用不用了生爐的直生式氣氛也是一條不容忽視的途徑。
真空氣氛爐加熱設(shè)備。密封多用爐和多用爐生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)柔性大,適用性強(qiáng),因而應(yīng)用廣 。
購(gòu)買真空氣氛爐必須首先確定其功率,同時(shí)應(yīng)考慮其電熱效率和功率因數(shù),確定功率的方法有兩種。
一種是熱平衡法,根據(jù)能量守恒定律,電阻真空氣氛爐消耗的總熱量等于電熱元件所發(fā)出的的總熱量,消耗的總熱量包括加熱金屬的有效熱,以及氣氛爐的各項(xiàng)熱損失,將總熱量換算為總功率,并考慮到電熱效率,再乘以功率儲(chǔ)備系數(shù),這個(gè)系數(shù)估計(jì)到爐子生產(chǎn)率可能提高及熱損失可能增加等因素,功率儲(chǔ)備系數(shù)對(duì)于連續(xù)作業(yè)的氣氛爐,對(duì)間歇作業(yè)的氣氛爐另一種是經(jīng)驗(yàn)法,主要根據(jù)爐膛容積來(lái)確定爐子功率。
真空氣氛爐的底板、鉬加熱棒、爐保溫層等耐熱鋼構(gòu)件每使用一段時(shí)間,應(yīng)該進(jìn)行清理,嚴(yán)禁敲擊,可小心清除其氧化皮。氧化鐵皮等雜質(zhì)如不及時(shí)清除,就會(huì)熔融處與保溫層發(fā)生打火,使鉬絲熔化。
爐子升溫后,不能突然破壞真空系統(tǒng),更不可打開爐門。注意充大氣進(jìn)去前,應(yīng)關(guān)閉真空計(jì)開關(guān),防止真空計(jì)老化。當(dāng)溫度高于400℃時(shí),不得急劇冷卻。對(duì)于真空加熱元件在溫度高、真空度不好以及冷熱變化大情況下,容易引起氧化。對(duì)于鉬加熱爐,正常使用維護(hù)中注意應(yīng)冷卻至200℃以下方可停送保護(hù)N2。80℃以下才能打開爐門。
冷卻系統(tǒng)是真空氣氛爐的重要部分。冷卻水路應(yīng)保持暢透,否則水溫升高造成停機(jī)。這是氣氛爐工作時(shí)常披忽視的問(wèn)題當(dāng)無(wú)人管理時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致高溫真空氣氛爐的重大毀壞。用生物分解化學(xué)方法處理冷卻水,目的是保持礦物質(zhì)呈懸浮態(tài),減少橡皮管、蛇形管和水套內(nèi)沉淀物累積,以使水流暢通。這一般采用一種自動(dòng)裝置來(lái)完成,它可以監(jiān)測(cè)水的導(dǎo)電性,自動(dòng)補(bǔ)充化學(xué)劑,沖冼水路,添加新鮮水。