三、真空热处理时的变形 中国模具视频网
工件热处理硬化后发生变形，这是必然的。关键是分析各环节( 加热、保温、冷却) 产生变形的原因，针对性地使其变形量降至最少，这是热处理技术人员终生追求的目标。和盐浴炉、保护气氛炉相比，使用真空炉时热处理后的变形要小一些。原因是真空炉能较容易地选择和控制不同的加热、冷却方式和速度，实现金属制品的硬化处理。如真空缓慢加热、充气对流加热、低合金钢的2 段加热、高合金钢的3段加热、高合金钢合金化后的油淬、气冷、分段气冷等在真空炉中都能较容易实现。
1. 真空加热时的变形
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用不同炉子、不同加热工艺、同样的冷却方式(油淬) 作了“C” 形试样的变形试验。试样的形状和尺寸见图8，试验结果见表3。
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从表3 中数据可见，盐浴炉变形量0.126 ～0.237 mm，真空炉( 直接加热至850℃) 变形量0.006～0.058 mm，真空炉(650℃预热+ 850℃加热) 变形量0.005 ～0.026 mm。根据该试验结果，并经多年实践证明，真空炉内缓慢加热或采用带预热的2段( 或3段)加热能对减少变形做出明显贡献。 Proe网 ugproe.com
2. 真空冷却时的变形 模具网 ugproe.com
( 1) 冷却时的变形和裂纹产生的原因 在马氏体转变温度以上冷却时，零件表面及边角处温度较心部冷却快，收缩量也比心部大，冷却的快慢和不均匀的收缩产生的应力造成了变形; 在较低温度(接近MS 点) 冷却时，表面冷却速度快，先转变成马氏体并膨胀，心部在转变温度(MS) 以上仍在收缩，此时应力加大，变形量也增加，当应力超越材料的屈服极限时，便形成裂纹，如图9所示。 UG网，首选ugproe.com
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( 2) 减少冷却时产生变形量的方法 适当降低淬火温度，或在允许的淬火温度范围内，尽量选择下限温度。对材质淬透性较好，有效尺寸又不是很大时，可选择缓慢冷却( 如气冷、调压气冷等) 。
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在真空炉中实现等温淬火( 得到贝氏体组织) 是很困难的，但针对某些钢实现分段气冷淬火( 得到马氏体和极少量贝氏体) 已有报道。图10 是H13 钢分段淬火的示意说明。从奥氏体化温度的冷却要足够快，以便在珠光体形成之前，冷却到540 ℃以下，在400 ～450 ℃ 时使表面( TS) 和心部( TC) 均温，然后再继续冷却得到淬火组织。分段气冷比油淬和直接气冷至室温，变形明显减少。预计这种分段气冷的方法将被越来越多地采用。 中国模具视频网
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( 3) 减少变形的其他辅助措施 工装材质( 耐热钢、碳素钢) 的选择、结构的合理设计( 堆放、分层、插放、捆绑、吊装等) 对工件在炉中高温保温时变形的影响是最容易被忽略的。另外工件入油前的预冷、入油后搅拌程度( 或不搅拌) 、淬火油的预先加热、工件入油冷却后适当地提高出油温度等都会对减少变形做出相应的贡献。 中国模具视频网
四、真空热处理后的光亮性
真空热处理的实践中，金属零件常出现“着色” 问题。获得外观光亮、无着色的金属零件是真空炉制造者和使用者追求的目标。影响光亮性的原因是什么? 和哪些因素有关? 如何才能光亮? 这又是生产一线技术人员和工人非常关心的问题。
1. 原因和影响因素 Proe网 ugproe.com
着色系氧化所致，不同颜色则和生成的温度及氧化膜的厚度有关。如碳素钢：微黄色( 200 ℃ 膜厚460nm) 、紫色( 260 ℃ 膜厚680nm) 、淡蓝色( 320 ℃ 膜厚720nm) ⋯。真空度过高会引起元素挥发、粘结;1200 ℃油中淬火还会引起表层渗碳和熔化，这些都会损坏表面的光亮性。从材质、工艺、设备等三方面分析，影响光亮性的因素归纳于表4 。 中国模具视频网
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2. 获得较好光亮性的措施 Proe网 ugproe.com
为了获得较好的光亮表面，生产实践中要注意及考虑的措施如下：
( 1) 真空炉的技术指标要符合国家标准。
( 2) 真空炉不能被污染过。
( 3) 事先要经过合理的烘炉。
( 4) 工艺要合理正确。
( 5) 冷却时合理选用惰性气体( 或配入一定比例的强还原性气体) 。
( 6) 必要时在入炉、出炉前用高纯惰性气体洗炉。 Proe网 ugproe.com
3. 真空光亮热处理实例 模具网 ugproe.com
和保护气氛炉相比，真空炉获得光亮的表面更容易些，因为获得露点为- 74 ℃的保护气氛不容易，且成本高昂; 而获得和- 74 ℃露点相当，且不纯物含量相同的真空气氛却易如反掌。真空热处理的实践中碳素钢、合金结构钢获得光亮的表面较容易些。工具钢为防止元素挥发，压力( 真空度) 应控制在70 ～130Pa 。不锈钢、钛合金、高温合金等相对难度要大一些。现推荐一些实例供参考( 见表5) 。 模具网 ugproe.com
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