中山市的真空热处理机械加工行业在近年来取得了显著的发展,特别是在工模具制造业中,真空热处理以其无污染、高效能和低氧化脱碳的环保特性,逐渐成为了该领域的佼佼者。然而,尽管这项技术具有诸多优势,但在实际应用中仍面临着一系列问题和挑战。
首先,小刀具的真空淬火过程是一个典型的难题。由于直径6mm以下的小刀具在盐浴中加热淬火时容易出现变形和掉落等问题,因此需要制作专用工装,使用套筒隔盐加热。然而,即使对套筒进行预抽真空,受多种因素影响,如预抽真空的程度、套筒本身的氧化状态以及盐炉温度波动等,所淬刀具仍可能产生氧化脱碳和硬度稳定性差等问题。采用自动控制的真空炉加热淬火可以较好地解决这些问题,提高质量稳定性,但一次装炉量大时,刀具之间可能会出现粘连现象,特别是在细长杆状的小刀具中更为常见。这主要是由于铬等合金元素在真空状态下蒸发,气体状金属粘附在刀具表面,导致粘连,影响表面硬度和光度。
其次,真空淬火的刀具在回火时也可能出现硬度低的问题。国产真空炉在6bar压力淬火的普通高速钢刀具在560℃回火后,有时甚至出现硬度下降的趋势,不耐回火。为避免这一现象,需要选用下限温度540~550℃进行回火。同时,冷却速度也是影响高速钢刀具热处理效果的关键因素。理想的冷却速度应足够快,以冻结奥氏体化温度下的平衡状态,从而获得蕞佳的韧性和硬度。然而,在实际操作中,溶于奥氏体中的碳化物在1000~800℃范围内析出速度达到峰值,降低了钢在回火时产生二次硬化的势能,从而影响硬度和韧性。
此外,同炉淬火的刀具红硬性也可能存在差异。真空炉中的加热主要依靠辐射传热,对流传热作用较少,因此靠近加热元件的刀具比不直接面向辐射体的一方要快,保温时间也不同,导致碳化物的溶解程度不同,红硬性上存在差异。此外,真空炉的冷却方式也对红硬性有影响。圆周冷却方式可能导致工件变形,而上下方形冷却方式则能减小变形,但也会加剧红硬性的差别。
在真空热处理过程中,脱碳问题也是一个需要重视的方面。尽管真空加热时氧化作用被抑制,但在已存在脱碳层的工件中,加热时碳原子会向低碳区扩散,导致脱碳层加深。因此,在真空热处理前,应对工件进行仔细检查,避免将表面略有脱碳的工件放入真空炉加热,以免脱碳情况加剧。
蕞后,真空炉炉体材质的选择对产品质量也有重要影响。炉体保温材质的性能不仅影响设备使用寿命和生产成本,还直接影响热处理效果和产品质量。如炉胆碳素纤维的质量不佳,可能会导致刀具表面硬度与内部性能不符,甚至污染加热元件,造成工件表面局部shāo shāng。
综上所述,中山真空热处理机械加工行业在取得显著发展的同时,仍面临着小刀具真空淬火粘连、耐回火性差、红硬性差异、脱碳以及炉体材质选择等问题。解决这些问题需要精细的工艺控制和优化,包括选择合适的冷却方式、回火温度、冷却速度以及炉体材质等。只有这样,才能充分发挥真空热处理的优势,推动中山真空热处理机械加工行业的持续发展。
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