網(wǎng)站導航
真空氣淬的冷卻應(yīng)用是如何的？
真空氣淬的冷速與氣體種類、氣體壓力、流速、爐子結(jié)構(gòu)及裝爐狀況有關(guān)?？晒┦褂玫睦鋮s氣體有氬、氮、氫、氦。它們在100℃時的某些物理特性如表3-11所示。與相同條件下的空氣傳熱速度相比較，以空氣為1，則氮為0. 99，氬為0.70，氫為7，氦為6，圖3-4為氫、氦、氮、氬的相對冷卻性能。
(1）淬火氣體的應(yīng)用。
在任何壓強下，氫都具有大的熱傳導能力及大的冷卻速度，氫可以應(yīng)用于裝有石墨元件的真空爐，但對含碳量高的鋼種，在冷卻過程的高溫階段（1050℃以上）有可能造成輕微脫碳，對高的強度鋼有造成氫脆的危險。同時還容易炸，所以，人們不太愿意用它。
冷卻速度僅次于氫的惰性氣體是氦?？諝庵衟 ( He)*為0.0005% ，般在天然氣(p ( He) = 1% ~2%，高的達7%~8%)液化過程中制取氦比氮的價格可高至上百倍。只有在呆些必須用氦、在經(jīng)濟上也合理的特殊條件下才使用它。
氬的冷卻能力比空氣低,它在大氣中的體積分數(shù)為0.93% ,用壓縮空氣使之液化，精餾而來的顯成個牧局。所以，只在必女時作為氮的代替氣體使用。
氮的資源豐富、成本低，在略低于大氣壓下進行強制循環(huán)，冷卻強度可上升約20倍。它是使用安全、冶金損害小的中性氣體。在200 ~1200℃溫度范圍內(nèi)，對常用鋼材呈惰性狀態(tài);在某些特殊條件下，如對易吸氣并與氣體反應(yīng)的鈦錯及其合金，--些鎳基合金、高的強鋼、不銹鋼等易呈現(xiàn)一定活性，需使用其他氣體。為提高冷速，還可采用混入2.5%或25%氫氣的氮氫混合氣體。
氮中含氧（如 (oz）為0.001%以上)可使高溫下的鋼輕微氧化、脫碳。因而，一般常規(guī)所使用的高純氮氣純度為99.999%(相對**-62℃，相應(yīng)于真空度1.33Pa)。鑒于高純氮的昂貴價格，有時在無特殊要求情況下，可以用普通氮氣。實踐證明，這對產(chǎn)品表面狀態(tài)并無明顯損害。工業(yè)用普通氮氣的純度一般為99.9%( o,<0. 1%，**–30℃)。氧氣站提供的氮氣中氧的體積分數(shù)可達1.5%和較多的水，必須經(jīng)過凈化后使用。
(2）提高氣體冷卻能力的方法。
在氣體淬火中，若只考慮對流換熱，按牛頓公式，則傳熱量為=K(tw- tf)·F (kJ/h)
可見Q與固體溫度(tw)和氣體溫度(tf)之差（ tw一 tf)以及工件表面積的大小（F)成正比。在特定的工藝和裝爐量下，后二者基本是固定的。這時，對流換熱系數(shù)K將與傳熱量Q(可理解為冷卻速度)成正比地變化。
可以看出，冷卻速度隨氣壓上升明顯提高，但并非氣壓越高越好。對于尺寸較大而表面積小，形狀系數(shù)大的工件，在更高的氣壓下，決定冷卻速度的主導因素是鋼的內(nèi)部熱傳導。因為這時對流傳熱加速冷卻的效果難以達到中心，提高氣壓對增大冷速的作用不十分明顯。又考慮到一般的真空爐只在低于大氣壓時密封效果較好以及為了節(jié)約高純氣體，故真空氣淬時常用壓力為0.5×103~0.8 ×10'Pa，高取0. 92×103~o. 99 x 10'Pa，有試驗證明，對于M2高速鋼（美國)制的25mm x 40mm圓柱體試樣，100kg進行以下處理:( 850℃ x 25min) +( 1050℃ x 15min)預熱，1220℃ x4min加熱，氣淬冷至550℃。當淬火氣體壓力為1×103Pa時，冷卻時間為185s; 2 x10°Pa時，冷卻時間為110s;5 × 10'Pa時，冷卻時間為55s。即隨氣壓的增高，冷速加大，冷卻時間減少，在560℃兩次回火后，硬度也從750HV,提高至850HV,o( HRC65）以上。
此外，加壓氣體淬火還擴大了高合金工模具氣淬的材料品種和尺寸范圍，但氣壓過高時，由于動力和氣體消耗成比例地增長，設(shè)備需要有嚴格的防護措施，經(jīng)濟效益不再***。
提高氣體的流速可以提高其冷卻速度。例如，靜止空氣的冷卻烈度H=0.008，激烈攪拌的空氣H=0.20，這是由于流速增大和氣流的紊流程度加大，可使邊界層減薄，熱阻下降，因而傳熱系數(shù)增大。例如，當氣體流速從10.2m/s提高到50.8m/s時，氮、氫（氧）氦的對流傳熱系數(shù)將提高3倍。
***一個措施是采用合適的裝爐量、合理的裝爐方式，也可進一步改善冷卻時熱交換的條件。
公司信息
訪問官網(wǎng)
我要咨詢
每日熱詞
