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立式真空油淬爐概述典型的立式真空油淬爐采用(yòng)安裝在可(kě)移動(dòng)龍門架上的加(jiā)熱室,以便可以將負荷進出爐,並(bìng)在單獨的油箱中對油進行淬火,或者在(zài)設計中使用主爐(lú)室。固(gù)定,並通(tōng)過隔離閥(fá)與前庭/油淬火箱隔離。 真空油淬爐操作 作為前一(yī)種布(bù)置的示例(lì),在裝載過程中(zhōng),門架(jià)將加熱室移至一旁,並且將新的載荷放置在急冷升降機上。在此之前,將淬火油轉(zhuǎn)移(yí)到儲油罐中,以(yǐ)避免在進入真空室之前與負(fù)載接(jiē)觸。升降機(jī)將負載降低到空的淬(cuì)火罐中,加熱室移回到淬(cuì)火罐上方的位置,然(rán)後下降並密封到淬火罐法蘭上。接下來,加熱室內的真空密(mì)封門和爐門打開,升降機將(jiāng)負荷升高到加熱室內。當電梯退出淬火箱時(shí),爐膛門關閉以支撐負載,而密封門關閉以隔離加熱室。加載順序完成後(hòu),抽氣,在硬化(huà)溫度下(xià)穩定下(xià)來(lái)並穩定後(hòu),向腔室中充入(rù)氮氣以平衡腔室和油淬火箱之間的壓(yā)力。然後打開爐門,升降機升起以(yǐ)支撐負載,然後迅速(sù)(在(zài)10秒內)下降到淬火(huǒ)罐中以完成(chéng)該過程。 另一個(gè)示例是立式真空油淬爐,該爐能夠在1.8 m(72英寸)直(zhí)徑(jìng)和(hé)1.9 m(76英寸)高的腔(qiāng)室內運行1,600千克(3,500磅)的工作量。零(líng)件垂(chuí)直裝(zhuāng)載到支撐夾(jiá)具上。爐鍾升至上方位置,露出爐床台。將淬(cuì)火箱與(yǔ)熱區分(fèn)開的密封門關(guān)閉。將貨物放在爐床上之後,將裝載機從爐子中抽出,然後降(jiàng)低鍾罩。 真空油淬爐被抽空並(bìng)開始處理。在處理過程中,將爐膛抽空(kōng)到大約10-2 mbar(7.5 x 10-3托)的壓力。油淬火箱也被抽空到大約400 mbar(300 torr)的壓力(lì)。當(dāng)腔室排氣達到預設壓力(lì)時,開始加熱負載,直到達到建(jiàn)議的奧氏體化(huà)溫度。 選擇加熱斜坡速率以使負載內的熱梯度最小,而不會產生過多的循環時間。在加熱過程(chéng)中控製升溫速率是減輕應力(lì)的重要因素,應力可能在加工被熱處理的零件時產生。在加熱過程中(zhōng),負載還會在620°C(1150°F)的中間溫度下短(duǎn)時間保持,以進一步提高溫度均勻性。在整個循環過程中保持溫度均勻性對於防止熱應力的產(chǎn)生以及確(què)保(bǎo)負載的所有部分都進行實現所需機械性能所需的微觀結構轉變至關重要。 將負(fù)載在(zài)奧氏體化溫(wēn)度下浸泡足夠的時間後,即(jí)可開始油淬火過程。此過程(chéng)的第一步是將爐腔(充入氮氣)回填至400 mbar(300 torr)或略低於大氣壓,以使其與爐和油淬火之間(jiān)的油淬火槽中(zhōng)的壓力(lì)相等。 接下來,打開真空密封門,將急冷升降機提升到再次支(zhī)撐負載重量的位置。然後將(jiāng)負載杆縮回,升降機和負載迅速(sù)(在10秒內)下降到(dào)淬火(huǒ)箱中。在將負載降低到淬(cuì)火(huǒ)箱中之後,關閉加熱元件的電源(yuán),並關閉密封門。然後啟動急冷鼓風機以將加熱室冷卻到環境溫度。淬火罐中裝有(yǒu)35,000升(9,300加侖)的淬火油。電加熱(rè)器和冷卻器調節油溫。仔細監測(cè)淬火(huǒ)油狀況是控製零件變形(xíng)的重要因素。 在循環結束時,將氮氣回填至大氣(qì)壓,然後將鍾罩升至上方(fāng)位置。密封門打開,升降機(jī)將油中的負(fù)荷(低速)提升到上升位置。負載杆(gǎn)伸出,升降機降低爐床台(tái)並加(jiā)載到負(fù)載杆上。然後,電梯下降到密(mì)封門正下方的待機位置。密封門關閉,裝載機移(yí)入以(yǐ)從真空油淬爐台上卸下零件。 處理失真 可以使用幾種技(jì)術(shù)來控製熱處理期間(jiān)的(de)變形。在熱處理之前將材料歸一化就是這樣一種技術。對(duì)於在硬化處理(lǐ)(例如鍛造和/或機加工)之前由於製造操作而承受高應力的組件,可以使用單獨的應力消除周期。但是,在大多數情況下,可以通過降低加熱速率並在一(yī)個或多個(gè)預(yù)熱溫度(dù)下(xià)引入保持力來減(jiǎn)輕硬化過程中的這些(xiē)殘餘應(yīng)力。油中熱鋼淬火引起的熱衝擊幾(jǐ)乎總是引起一定程度(dù)的尺寸變形。可以通過最小化(huà)最終(zhōng)硬化溫度和(hé)淬火油浴(yù)溫度之間的溫差(chà)來減小這種情況。 這些真空油淬爐的主要優點是,表麵化學的精確控(kòng)製可在熱處(chù)理之前在部件上留下最少或沒有加工原料。真空淬火的挑戰然後變成(chéng)抵消任何尺寸變化(熱,相變(biàn)或淬火),以便在所需的尺寸公(gōng)差之內生產出經過熱處理(lǐ)的零件。夾具是管理變形的重要組成部分。例如,通常(cháng)將較長的組件懸掛在夾具上,以利用重(chóng)力作為穩定影響。由於薄壁部分和厚壁部分之間不同的加熱和冷卻速率,在截(jié)麵厚度上包含(hán)主要差異的組件特別容易變形。對於這些組件,有時會使用附接到較薄部分的多餘的備(bèi)件餘量或散(sàn)熱器(qì)來提供更好的熱平衡。油的成分,溫度和攪拌(bàn)也會(huì)影響變形。一些油組合物設計成比其他油組合物具有更高的淬火速度。高速油(yóu)對於硬化(huà)非常厚的部分並在(zài)具有較低淬透性的鋼中獲得最大強度是優(yōu)選(xuǎn)的。但是,它們也會在薄截麵或具有高(gāo)淬透性的(de)鋼中引起更大程度的變形。涼爽,攪動的機油(yóu)也會(huì)產生更多的熱衝擊。通過(guò)使用淬火(huǒ)罐中內置的控製裝置,可以在特定的硬化應用中仔細調節油溫和攪動。 中斷(Ausby)淬火 中斷淬火技術(例如Ausbay淬火)已用於減少某些等級的高強(qiáng)度鋼的變(biàn)形。Ausbay淬火包括將鋼從奧氏體化溫度(dù)快速冷卻到高於馬(mǎ)氏體轉變開始的中間溫度。中間溫度範(fàn)圍(wéi)對應於鋼的等溫轉變圖上的寬奧氏體“間隔”區域。從奧氏體化(huà)溫(wēn)度到奧斯貝區域的冷卻必須足夠(gòu)快,以避免轉變曲線的尖峰和奧(ào)氏體轉變的不良(liáng)產物的相應形(xíng)成。這通過激活氣體(tǐ)淬(cuì)火係統來(lái)完成。 在關閉加熱元件電源(yuán)的情況下,氣體淬火過程將繼續進行,直到負載溫度達到約540°C(1000°F)。氣體淬火階段的冷卻速率必(bì)須仔細控製,以(yǐ)使(shǐ)其速度足夠快以避免奧氏體分解,但又不能太快以至於(yú)將負載冷卻到所需的奧斯貝溫度以下。在(zài)淬火階段,通過負載循環的氣體流(liú)量由歧管入口的阻尼閥調(diào)節。常開以(yǐ)實現最大冷卻速(sù)率,隨著接近澳斯貝溫度,此閥開始關閉。加熱元件的功率也逐漸返回。通過使(shǐ)用真空油淬爐控製係統中的微(wēi)處(chù)理器,可(kě)自(zì)動調節淬(cuì)火氣流和(hé)加熱元件的功率。 停用氣體淬火係統(tǒng)後,會對(duì)加(jiā)熱元件施加足夠的功率,以將負載保持在(zài)Ausbay溫(wēn)度下,在此溫度下,負載保持在均熱溫度下,直到在整個工作負載中達到均勻溫度為止。許多高強(qiáng)度鋼可(kě)以在Ausbay溫度範圍內保持數小時(shí),而不會發生奧氏體(tǐ)轉(zhuǎn)變。充分浸泡後,使用(yòng)與前麵所述相同的事件序列在油中淬滅負載。通過中斷冷卻過(guò)程,奧斯貝淬火技術可減(jiǎn)少熱衝擊及其(qí)產生的應力。這導致了熱處理部件的尺寸穩定性的相應改善。這項技術用於(yú)300M鋼製成的幾個關鍵起落架部件上。綜合分析表明,與直接油淬相比,Ausbay淬火可將這些組(zǔ)件中與淬火相(xiàng)關的(de)變形降低50%以上(shàng)。 |