金属在真空中的加热

金属在一定的真空度下加热时，除可避免氧化烧损，得到光亮的表面质量以外，还有脱脂、除气、表面氧化物分解以及合金元素的蒸发等效应：①脱脂：工件表面的切削液、润滑剂、防锈油等在真空下加热时都可以分解成氢、二氧化碳和水蒸气，并在抽气过程中排出，因此如果工件表面事先未严重污染或要求不过分严格，在真空加热前可不进行清洗。②脱气：真空对液态金属有明显的除气效果，对固态金属中溶解的气体也有很好的排除作用，金属中最有害的气体是氢，采用真空加热可使金属和合金中的氢迅速降至最低程度。③氧化物的分解：金属和合金在真空中加热时，如果真空度低于相应氧化物的分解压力，这种氧化物就会发生分解，形成的游离氧立即被排出真空室，使金属表面质量进一步改善，甚至使表面达到活化状态。④合 金元素的蒸发：合金在真空中加热时，表面的化学成分与状态经常会发生明显的变化，钢中的合金元素在一定温度下具有不同的蒸气压，其中以Mn、Cr的蒸气压最高，最易在真空中加热时蒸发，应采取适当措施避免合金元素的大量蒸发，通常的方法是通入惰性气体。金属在真空中加热比在盐浴或气氛中慢，在周期式炉中零件的温度滞后于仪表指示的炉温，当工件尺寸更大时，工件温度滞后于炉温的现象更为严重，为此必须预先测出滞后的时间数据，否则就不能得到正确的加热温度和保持时间。将滞后的时间和加热时间相加才能得到所需的总加热时间。因此，一定尺寸和一定装炉量的钢件进行真空加热时，在升温过程中往往要设置两个以上的均温台阶。为了提高生产效率缩短加热时间，可在真空炉抽真空后通入中性气体(N2)或惰性气体(He、Ar)，在低真空或大气压下施行对流加热。对流加热还可以减少钢材表面合金元素(Mn、Cr)的蒸发，维持钢热处理后的性能。此外，由于真空加热主要依靠辐射，面对发热体的被处理件部分容易受热，升温速度也相对较快，所以真空加热时工件在料盘上的放置要保持一定间隔，避免相互遮蔽。