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真空热处理技术在航空领域的应用与发展研究

发表时间：2021/6/10 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王康王和士王强力范博雯

[导读] 摘要：真空热处理具有NO氧化，不脱碳，脱气，脱脂，表面质量好，变形小，零件热处理性能好，整体性能稳定，无污染，无污染，自动化程度高的优点。

        中航西安飞机工业集团股份有限公司陕西西安 710000
        摘要：真空热处理具有NO氧化，不脱碳，脱气，脱脂，表面质量好，变形小，零件热处理性能好，整体性能稳定，无污染，无污染，自动化程度高的优点。近年来，它得到了迅速的发展并被广泛使用。根据国际展望热处理与表面工程和统计联合会（IFHT）的说法，真空热处理零件在欧洲发达国家中的占比30%。在美国，真空热处理占30％。自从1975年在第一家内部研发的真空固化炉中成立以来，到1989年迅速发展为一年，大约50年来，包括引进一套设备，向台湾大约500个配备了真空热处理的组设备。1996年之前，在中国约1500个单位有一个真空热处理设备，对热处理设备的中国1.2％的占比。下一个10〜20在一年，真空热处理设备每年200〜300单元的速度增加。热处理设备增幅最大。高速领域。当前，真空热处理包括真空退火，真空油淬火，真空水淬火，真空空气淬火，真空压力空气淬火，真空淬火，真空渗碳，真空脱气，真空成型，真空铸造，真空钎焊，真空烧结以及真空喷涂等领域。
        关键词：真空热处理技术；航空领域
        引言
        由于真空热处理已经从那以后，开发了50多年的，真空热处理技术的经过四个阶段的发展：真空油淬或空气淬火，空气冷却真空热和压力下加热，高压空气冷却真空对流加热，对流真空加热和真空控制冷却还开发了真空化学热处理，例如真空渗碳和真空磁场热处理。真空热处理技术在航空领域的应用合金结构钢和超高强度钢的真空热处理超高强度钢的真空热处理主要是真空油淬火。材料具有良好的淬透性，只有零件的横截面厚度薄时，才可以使用真空淬火。
        1、真空淬火的应用
        超高强度钢的真空正压气体淬火研究与开发。合金钢，高强度钢的真空热处理，由于真空脱气和提纯的作用，晶粒长大，氢化物干扰氧化物，氮化物的减少，并且晶粒容易长大。因此，趋向于晶粒长大的光敏材料，真空加热温度低于预定温度510是适当的℃，或者是工艺温度范围的下限。但是，含有具有高蒸气压的合金元素，如钢的铬和锰是特别钢材和锰的主要合金元素，它用于加热低真空或高纯度的保护气氛应。回火这种钢的到的情况下，回火温度是250中的比℃以上的情况下，在真空炉中回火至需要。回火填充高纯度的保护性气氛的加热室，一般在真空中，它是空气压力3Xl04Gxl04Pa的调整范围。如果回火温度较低，或者回火后需要完成工件的加工温度为250°C，则可以在空气炉中烘烤。
        1.1弹簧钢和轴承钢的真空热处理
        使用中弹簧失效的主要形式是应力断裂。加热并使用常规的空气炉或盐浴炉进行淬火，氧化脱碳，不可避免地发生在弹簧表面。随后的电镀和酸洗，还进行了吸收，导致氢脆在使用过程中被破坏。真空热处理可以避免氧化，脱碳，吸氢等问题，从而提高弹簧的疲劳寿命和工作的可靠性。钢具有回火脆性的问题，因此在真空回火后，需要使用强制循环的高纯度保护气体对其进行冷却。热处理后的轴承零件要求具有高硬度和均匀性，高耐磨性和疲劳性能以及足够的韧性和尺寸稳定性。使用真空热处理，与普通热处理相比，可以增加接触疲劳寿命。包括轴承钢在内的元素合金中的Cr和Mn易于蒸发。因此，在真空的加热期间度或在真空中氮的分压应适当地选择。如果氮气分压真空工艺，包括在，锰轴承钢，为大于或等于加热真空压力，为1.33Pa的含Ç：轴承钢，加热该真空压力通常比没有少是0.133帕在。可以是部分的真空部分的尺寸根据由携带钢的淬火温度选择的尺寸，小横截面尺寸，选择处理温度的下限，大的横截面尺寸，选择上限
        1.2高速钢的真空热处理
        在除高速钢W和M，，C：V，（C^）其它这样的合金元素，其进一步包含的La。将淬灭的高速钢温度通常1200在℃。C到BU，在这样高的温度下真空加热的CF锰，铝容易蒸发其它合金元素，高速钢，按照真空热处理，以度加热没有真空过高应取氮分压优选在真空工艺，通常预热淬火第二级或高速钢的温度之前被加热，在真空下控制到加热室中以仅识别在氮气背压13.31.331]范围。

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W18Cr4V的的淬火温度1260是1280℃时，回火温度550580是在℃下，硬度61-67HI毛Ç。
        高速钢的真空热处理往往会引起晶粒长大的问题。因此，真空淬火的加热温度比正常淬火下]0-20℃。在高速钢工具的有效厚度40毫米为单位或更小，可以用来代替真空气体淬火油淬真空，从而可以实现所期望的硬度，同时也为了减少失真，该工具的有效厚度时40〜80毫米的时间，真空压力气体是可能。淬火代替了真空油淬火。快速的钢淬火温度下，热分解碳化油淬火，附着在表面上，偶合到膦酸酯上，碳渣油的副作用大，表面白度不如气体淬火好。回火高速钢的温度，以便保持表面光亮固化真空，真空退火，应炉内充满，90％的的氮气和10％氢气的混合气体的，以使液体水平达到压力7.5xl的帕的扩展左右。常用的工具钢合金，包括较高的来自铬，锰系统的蒸气压，类似于合金元素，但是，由于淬火温度不高，所以在真空度范围内为1.330.133Pa，不会出现Mn，Cr的相当大的蒸发，可以得到一个明亮的表面。合金工具钢的导热性相对较差，特别是高合金工具钢和大横截面的工具和模具，应采取预热措施以减少热应力。除了真空加热固溶处理，不锈钢以及高温合金和时效沉淀硬化奥氏体不锈钢的处理外，还在淬火的马氏体和马氏体十奥氏体双相不锈钢中进行回火。
        为了获得光滑的表面，只一个的不锈钢真空热处理使用高真空度，但是，不锈钢常常合金元素的Cr的包括高蒸气压力，很容易受到真空加热温度，铬有是相当大的蒸发，结果导致合金元素的表面耗尽，会降低耐蚀性。为防止应采取保护措施，防止蒸发，真空气氛下的热处理。存在不锈钢真空热处理晶粒长大的问题，因此，宜降低淬火温度。由于导热系数低，通常它必须使用两步预热。耐蚀性是高，在塑性奥氏体不锈钢优异的是，必须用水淬灭。另外，也可以采用油冷却和Ar冷却。马氏体不锈钢，双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢的淬火或固溶处理通常用油或水冷却。如果工件很薄，也可以使用真空冷却。奥氏体不锈钢，当在加热和冷却过程中的氮分真空压力，所述部分表面Ç一些Ñ被形成，致使表面性状的劣化，即，b被增加，在一定程度上的耐腐蚀性影响。因此，使用氢代替氮是不合适的。高温合金是类似于不锈钢，合金元素如多项内容的铬，LA，锰，等等，和相对高的蒸气压。因此，它与不锈钢相同，这是选择用于高温合金真空热处理的真空度的原理。
        这样的合金骤冷更快，通常105或更小，否则淬火后降低强度。
        2、航空领域的真空热处理技术
        真空热处理具有NO氧化，不脱碳的优点，可以保持零件表面的热处理效果。同时，零件可以进行脱脂和脱气，并且变形小，节能，无污染，易于自动控制。它特别适用于高质量，高质量的航空热处理。近年来，少量且各种功能已被广泛使用。真空油淬，真空空气淬火，真空退火，真空淬火，真空脱气，真空脱脂，真空压力气体淬火，其他真空热处理技术已经成熟并得到了广泛应用。
        在真空中油淬的增加，为了防止碳的现象，贫化元素真空热法，亮度和真空关系，冷却速率测量真空淬火气体，真空热处理工序中，将工艺参数已经与优化执行，真空热处理已用于重要的应力承受部件，例如飞机着陆设备，横梁，接头和发动机叶片。将来，重点将放在真空加压空气冷却和真空化学热处理的发展上。
        1. 解决真空油淬渗碳问题
        像在真空表面活化下加热到高温的高速钢一样，活性碳是通过在油淬火过程中通过钢渗透分解而形成的油淬火真空加热而在工件表面形成的白色层。这渗碳现象变得更加严重，增加了硬化的温度，它没有任何与控股加热和淬火时。为了防止这种现象的发生，该问题可以通过采用来解决一个气-油两阶段冷却方法。结构钢具有类似的真空油淬现象，使用第一可膨胀处理过的油，碳层机械性能符合技术要求。它可以并且不影响主要目的。
        3、结束语
        空气真空压力，提高冷却速度，在可以更换负空气之前，可以部分固化或分馏油冷却，可以控制以实现冷却，实现合理的冷却。因此，研究真空加压空气冷却的冷却特性，并将其与常规炉冷却，空气冷却，油冷却，硝酸盐浴等冷却方法进行比较，是制定真空加压空气冷却的重要基础。目前真空热处理技术在我国航空领域依旧有待更多的发展。