真空熱處理廠家的真空加熱時間是如何確定的?
真空熱處理技術(shù)是隨著真空熱處理設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展的,真空熱處理技術(shù)始終是熱處理技術(shù)發(fā)展的熱點。
真空熱處理技術(shù)的優(yōu)點是:無氧化、無脫碳、脫氣、脫脂、表面質(zhì)量好、畸變微小、綜合力學(xué)性能優(yōu)異、無污染及自動化程度高等。缺點是:某些合金元素在真空中易蒸發(fā),生產(chǎn)中需充入惰性氣體加熱保護;真空熱處理設(shè)備價格昂貴,投資較大。
在真空氣氛中加熱具有別的介質(zhì)(大氣、可控氣氛、鹽浴)加熱不具備的特點。因為,一般加熱實際上不能夠在溫度范圍和普遍條件下都完全保持金屬熾熱表面與氣氛碳勢嚴格平衡和不起任何化學(xué)反應(yīng),氧化、脫碳、增碳等現(xiàn)象是普遍發(fā)生的。而真空加熱是在極稀薄的氣氛中進行的,它避免了上述一般加熱的弊病。
在實際生產(chǎn)中,影響真空加熱速度的因素眾多,有工件材料、尺寸、形狀和表面光潔度、加熱溫度、加熱方式、裝爐量與裝爐方式等。因此,在制訂真空熱處理工藝規(guī)范時,這些因素都應(yīng)綜合加以考慮。加熱時間包括真空加熱滯后時間和組織均勻化時間。常用的方法有實測法、模擬法和經(jīng)驗法。
實測法就是在工件上裝上熱電偶,可以準確地得出真空加熱的滯后時間。然而,它具有局限性,適宜在室溫下裝出爐的單室真空爐中進行真空退火、真空回火和真空正壓氣淬等工藝。
模擬法可分兩種:一種是實際測定幾種具有代表性的工件厚度、加熱溫度、裝爐量與裝爐方式等的加熱曲線,測量出相應(yīng)的加熱滯后時間。在以后的生產(chǎn)中,根據(jù)工件的材料、厚度、加熱溫度、裝爐方式與裝爐量等因素來選用條件相近(就高不就低)的實測加熱曲線,確定加熱滯后時間;另--種是采用數(shù)值模擬方法,計算出工件在真空爐加熱過程中的各種場量信息,預(yù)測出工件加熱滯后時間,隨著計算機技術(shù)和有限元方法的普遍應(yīng)用,這種方法必將成為合理制訂和優(yōu)化工藝參數(shù)的重要工具。
經(jīng)驗法就是在空氣爐中加熱時間的基礎(chǔ)上延長50% 。
過多地延長保溫時間,不僅浪費資源,還會增加熱處理生產(chǎn)成本,這是生產(chǎn)中應(yīng)予以注意的。此外,對一些本質(zhì)粗晶粒鋼,過多延長保溫時間,將引起晶粒粗大,降低工件的綜合力學(xué)性能。因此,對一些重要的工件,一定要慎重決定其加熱時間。
在實際生產(chǎn)中,影響加熱速度的因素往往變化很大,要想精確地計算出加熱時間是比較困難的。下面介紹幾種常見的計算真空熱處理加熱時間的經(jīng)驗公式,以供參考。
t = α·D
式中:t為加熱時間( min) ; α為加熱系數(shù)(( min/ mm); D為工件有效厚度( mm)。
(1)碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼加熱時間的計算。
不經(jīng)預(yù)熱直接隨爐升溫的加熱時間,是指爐子到溫后開始計算的加熱時間,α可取1.3 ~1.6min/ mm。
需預(yù)熱處理的工件,預(yù)熱時間中的系數(shù)α可取1.8 ~2.3min/ mm,加熱時間中的系數(shù)α可取為0.7 ~1.1min/ mm。
(2〉高合金鋼及高速鋼加熱時間的計算。
一次預(yù)熱時間系數(shù)α可取1.8~2.3min/ mm,第二次預(yù)熱時間系數(shù)α可取0.8 ~1.3min/ mm;加熱時間系數(shù)α可取0.45~0.7min/ mm。
(3)在雙室或連續(xù)式真空熱處理爐中,由于工件高溫裝爐,工件加熱時間系數(shù)α可取1.1 ~1.5min/ mm。上述的加熱系數(shù)只是針對真空淬火而言,對于真空退火加熱時間要適當延長。