特殊材料的真空热处理
要有灾害防止对策自动化困难工艺稳定性差工艺单不符合环保对操作者要求般（短期培训）篼氧探头、红外仪高基础知识环埯好较好不好特殊合金容易难设备投资篼高便宜运行成本低高离真空热处理利用真空技术降低气氛中氧的分压，比可控气氛热处理更容易实现光亮热处理（不纯物含量比可控气氛少百分之一到千分之一。尤其是从材质放出的气体被及时排除炉外，防止了工件表面的氧化反应）m真空热处理不发生表面脱碳、渗碳、氧化反应；真空热处理有脱脂、脱表面锈迹，使被处理工件表面高度的净化和活化，并容易实现均可控地缓慢加热、和快速冷却，所以真空热处理变形很小。和真空渗碳相比，即使是高水平的可控气氛渗碳也难免有10U的晶界氧化层。可控气氛需要对碳势等化学量进行严格地管理和控制，而真空热处理仅需对压力等物理量进行控制，易自动化，产品质量稳定。真空热处理可使用氮气、氩气等惰性气体进行冷却，安全、无公害、又不污染环境。
由于以上特点，真空热处理己具备可控气氛热处理较多的优点，并因质量好、变形小、节约能源和安全等特色，最近以来国际上可控气氛热处理向真空热处理转移的倾向在增加。对于众多特殊材料，要求篼温处理（>1000C）、低温处理（30075（TC）以及活性金属（如钦）、或含活性元素（Ti、Nb）较高的材质，真空热处理更是必不可少的最佳选择。
2不锈钢、耐热钢的热处理2.1奥氏体非强化不锈钢、耐热钢等。
热处理目的：为得到高的抗腐蚀性能、高的塑性及消除冷作硬化、恢复塑性应进行泮火（或固溶）处理。
工艺：105（TC11501水、油、气冷（视工件大小、有效尺寸、形状）。
应用：0Crl8Ni9碾压件消除冷作硬化的真空退火：104CTC、lfTPa、油冷。
处理结果：表面光亮，塑性恢复，可继续加工。
2.2马氏体可强化不锈钢、耐热钢lCrl3、2Crl3、3Crl3、4Crl3、9Crl8等。此类钢可视不同用途和技术要求进行以下不同的热处理。
A、为得到高强度、高抗腐蚀性能（淬火+低温回火）B、为得到篼强度和弹性（淬火+中温回火）C、为得到良好的机械性能和较高的抗腐蚀性能（泮火+高温回火）D、为去除加工应力、降低硬度、提篼塑性和韧性（可退火）E、为改善组织可进行正火和高温回火（正火+高温回火）F、沉淀硬化不锈钢为了良好的机械性能和抗腐蚀性能，可固溶+时效处理。
25mm，或螺纹件、带螺纹孔、盲孔件等热处理时，建议用真空炉进行。对真空炉的要求：炉内压力为9Pa时，压升率应不大于每小时0.35Pa. 2.3应用2.3.1沉淀硬化不锈钢的真空时效0Crl7Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢（PH17-4）具有优良的抗腐蚀性和机械性能。广泛用于航天产品，如伺服阀壳体，动作筒等。由于含有Nb和Cu，在空气炉中时效时表面易氧化变兰。为保证零件的光洁度和无氧化，采用真空时效，收到很好的效果，零件表面保持切削后的金属光泽，时效工艺为：480到5801：，真空2.3.2高速、耐蚀轴承（9Crl8）为获取耐蚀、耐磨、高精度、变形小的轴承零件可进行真空油淬+低温回火处理m.10101070C油冷，3高温合金的热处理高温合金根据所含元素不同，分Ni基、Fe基、Co基，根据强化特征，分固溶强化型和时效强化型。现举Ni基时效强化型合金为例予以说明。
3.1型号和成分固溶冷却时效冷却气冷3.3对真空炉的要求3.4应用：发动机端面密封用的金属膜盒。材料为高温合金GH169，厚度S=. 2nm.零件在焊接后进行固溶处理及第一次时效强化处理，然后做过载试验：加压0.2MPa，保持5分钟，零件不得变形和皱折。然后进行第二次强化处理，并做反复压缩10次以上和加热试验。
土10X：保温0.5h进行空冷；经二次强化时效，室温强度6226MPa（6b 125kgf/mra2h在普通电炉中加热并空冷必然严重氧化。因此，我们试用真空热处理进行固溶处理，将空冷改为炉冷至室温，其工艺如下：0.5h炉冷至室温；第一次时效：72（TC，4h，炉冷至室温：第二次时效：620 C，16h，炉冷至室温；零件随炉升温，真空度不低于1.33Xl（T3Pa.经上述工艺处理后，零件呈银白色，无变形，试后的强度和塑性试验均达到材料标准。零件的过程试验和反复压缩，加压试验均合格，从而实现了高温合金GH169膜盒的真空热处理。
13乇）真空淬火炉中这些易氧化元素很快氧化；淬火油也会使零件有不同程度的着色，因此GH169在这类炉中固溶处理表面颜色不好。
4钛合金的热处理4.1成分牌号TC4去应力退火50065r26h气冷普通退火70080r12h气冷固溶90000.5lh气冷时效500X：26h气冷2推荐工艺真空度压升率保温、出炉前4.3对设备要求防止氧、氮、氢污染4.4应用Ti合金时效，用TC4制造的球形蓄压器，壁后3nun，要求破坏压力不小于66MPa，因零件呈球形并有孔，如果氧化，清理比较困难。采用真空热处理后，不但表面非常光亮，也净化了材料，充分发挥材料的特性。工艺为55（TC、4h、真空度不低于1.33Xl2Pa. l（r2Pa，退火后，表面光亮，塑性篼于普通退火炉。
影响颜色的原因金属钛活性很强，极易氧化着色。首先设备因素很重要，需要注意的是极限真空度不大于8Xl4Pa，压升率不大于5X10lPa/h，真空炉经过充分烘炉，炉内没有其它污染源，这样就可以了。如果效果仍不满意，可从以下八找原因：①前清洗、②带手套工件入炉、③升温前真空度尽量提高、④工作真空度不能太高，元素挥发、⑤控制升温速度，和真空度的变化，尽量匹配、⑥注意冷却气体成分（Ar、N2），杂质气和水份应尽量少、⑦出炉温度<8（TC、⑧扩散泵如刚更换的新油对获取最佳光亮表面也不利。
5弹性合金的真空热处理按化学成分可分为Fe、Ni、Co、Ti、Nb基等类。现以铁基合金为例予以说明，该类合金是弥散硬化奥氏体合金，固溶后的淬火状态具有很好的塑性，可进行元件的成型，时效后得到强化，具有很高的机械和弹性性能，无磁、耐蚀。工作温度31可达25（TC，32可达35（TC，353可达400C，这些都是精密仪表、航空、航天领域广泛使用的高弹材料。
5.1铁基高弹性合金成分工艺厚度（mm）冷却介质真空度水、油、气水、油水5.2推荐工艺（1）固溶装炉量不能过密、保证加热、冷却的均匀性、真空度1.33X 3举例电液伺服阀中很多零件是用31制造的，如反馈杆、弹簧杆、喷咀、档板等。这些零件尺寸精度都比较高，公差有时在0.003mm以下。有的零件直径仅0.8mra，小孔盲孔在以下的很多，形状复杂。零件在毛坏料固溶淬火后进行精加工，因为非配合尺寸，不再加工，所以要求热处理后不能氧化。
31中含有Ti、A1，热处理后非常容易变成兰黑色，达不到技术要求。用真空炉处理后可保持光亮金属光泽、6电工硅钢的真空退火处理6.1退火目的退火目的是消除轧制、冲压、剪切、去毛刺等冷加工产生的残余应力及加工硬化。改善组织使碳由晶界溶如晶内、晶粒粗化。对冷乳硅钢片可通过退火再结晶形成织构恢复和提高磁性能。退火还能净化材质，减少钢中有害杂质及气体如碳、硫、氧、氮、氢等进一步提高材料的磁性能。
真空退火较普通退火能更进一步提高磁性能。在氢气退火后也可补加一次750C2小时、l（T2Pa的真空退火，由于去除了因氢气退火而渗入的氢以及进一步脱气，磁性能得以改善。
材料牌号升温方式退火温度X：保温时间h冷却方式介质气氛DR225 150t：出炉氢气或真空DR1250G 150X；出炉氢气或真空D冒240至DW470随炉80084026炉冷高队或真空DQ120至DQ183随炉78084026炉冷高队或真空DW500 150V炉冷脱碳或真空DG3 400X：快冷，150r出炉真空或高n2DG3至氧化镁铁芯随炉升温至150X：出炉。氢气注：有层的零件退火温度的选择要注意，无机涂层不超过850C，氢气露点<4（TC，真空度不大于1.33 2材质牌号及推荐工艺7工业纯铁的真空热处理7.1工业纯铁的种类和性能种类牌号于（mH/m）不小于磁感应值（T）+：Bn普通高级特级超级7.2推荐工艺炉。
3应用举例7.3.1DT4A电工纯铁某厂AX型继电器用的铁芯、衔铁、辄铁（简称三铁）采用DT4A制造，原使用自制简易真空炉（5X 103Pa）退火，真空度低，升降温速度不能自动控制。处理的产品光亮度差、矫顽力较高，强度和韧性也较差。使得继电器的电性能很难调节，在继电器组装中有时轻轻敲击就会有一部分“三铁”断裂。
在正规真空炉中处理的结果是光亮度提篼达80%，晶粒度由34级升为23级，并无混晶现象，矫顽力由0.92奥斯特降至0.86奥斯特（69A/m），禚性、强度提篼。使用的工艺181是：3C/min升至70（TC、1技术要求工艺一工艺二工艺三备注Heι77.472.027. 5r/h降至880X：保持2h，10-3Pa.工艺二：随炉升温至800X：，75C/h升至1000X：保温3h，50XVh降至890C保温4h，5（TC/h降至50r后移至冷却室150X：后出炉。真空度l（TPa-工艺三：在工艺二后再次处理，11000、6h，50C/h降至5000后移至冷却室150X：后出炉其空度10>a从以上各工艺处理结果可见，用真空炉可以处理出合格的电工纯铁产品，因为真空炉控温精度高、温度均匀性好，升、降温速度可调，并且可以很方便地在高温（>lC）下进行处理。当然，真空与氧气联合热处理对软磁材料会获得更佳效果。
8铜及铜合金的真空热处理8.1工业纯铜1.1类别及用途工业纯铜的类别类别代号含氧冶炼方法备注工业纯铜大气压下无氧铜真空下脱氧铜大气压下脱氧法工4 k纯铜的特性与用途牌号产品类型特性用途棒、箔S导电、导热、射蚀性。良好的加工性。有氢脆电线、电缆、雷管、釜、管道等板、带、条、箔、管、棒、线同上杂质稍多。有氢脆。
一般铜材，开关、垫圈、垫片、铆钉、管嘴、油管、管道。
板、带、条、管、槔条、带、管纯度高、导电、导热性极高。
无氢病。加工、焊接、耐蚀耐寒性均好电真空器件。
管、板条焊接、工艺、冷弯性好。无氢病。可在还愿性气份中使用t氧化性气份中不能用。
供油管、供气管，冷凝、蒸发器、热交换器、火车另件。
线材酎热性好、无氢病。
电真空器件、真空管中阳极8.1.2真空热处理含氧铜在还愿性气份中（ft、CO、CH退火时，发现自动变脆和开裂的现象称“病”。这种现象的产生是由於退火时，氢及其他气体入铜的内部，和铜中所含氧作用形成高压水蒸气或C2如：这些气体不溶於铜，也没有扩散能力，在铜中形成很大的压强使铜产生裂纹，在随后的压力加工或服役过程中破裂。这种脆性不会瞬时产生，有一定的潜伏期。无氧铜、和脱氧铜在氧化气份中加热后，再在还原气份中加热，也会产生氢病。所以工业纯铜制品的退火最好在真空炉中进行。
工业纯铜（即紫铜），通常仅进行再结晶退火，目的是消除内应力，使金属软化或细化晶粒。退火温度纯铜的退火温度及保温时间产品类型牌号退火温度re）保温时间（min）尺寸（mm）管材棒材线材镜面铜管是空调器、电冰箱生产中必用的材料，须具有规整的外形、光洁的表面、精密的尺寸、和稳定的性能。过去这类铜管均须进口。这种铜管本身管径小（外径流1020mm），管壁薄（0.21.8nun），管体长。用户按设计要求，在常温条件下把管材在摸具内弯成90180度后使用。在弯曲时，管材的外缘表面不能有拉裂，管材内缘起皱越轻越好。壁厚偏差应小於20%，同时还要保证在7MPa的压力下不破裂、不泄漏。
为满足这些要求，镜面铜管的热处理应使用真空热处理。
退火工艺：炉料清洗后入炉抽真空至此101Tooi升温，T2铜管为340C、冰箱软铜管为350 400'C、冰箱半硬铜管为3003201、软态TUP铜管4201在保温60分钟后炉冷至80C以下出炉。
铜箔热处理，加工印刷线路板的康铜箔是厚度为0.02毫米的冷轧带材，必须退火软化，而且不能有轻微的氧化，在真空炉中加热至65（TC、10lToor保温1小时，炉冷至80C以下出炉，表面光亮、软化效果好。
8.2黄铜8.2.1黄铜牌号和用途H96、H90、H80等为低锌黄铜，呈金黄色，有足够的强度、良好的延展性、深冲性及抗蚀性。用来制造热交换器、冷凝管。H90用来制造热轧双金属板、带和温差双金属。H70、H68性能相近，称三七黄铜用来制造弹壳、热交换器、管材和机电零件。H68广泛用来制造深冲件，如热交换器外壳、波纹管等。H62（a+0）易于切削和焊接以管材和板材用于精密制造业。H59属高锌黄铜，强度篼、热变形能力好，用于热冲，以棒材、型材用于机械制造业及焊条等。
8.2.2真空热处理黄铜的板材、线材在制造过程中均需多次反复进行退火。为了防止氧化变色，和因氧化而造成的材料损失，通常采用光亮退火。这样，还可以省去因去除氧化皮而进行的酸洗工序，也避免了酸洗对环境造成的污染。
黄铜易于氧化主要是由于锌的存在。铜在高温下易氧化，但在CO-Q系及H2H20系气氛中几乎不氧化。
然而，锌不仅在氧化气氛中有氧化，而且在以上两种气氛中也产生氧化，其反应如下：由于这些反应，而产生脱锌现象，从而破坏了铜制品光亮的表面。所以用真空炉处理铜制品可望获得光亮的表面及优异的性能。
H65C>4、45（TC、10Pa、保温3小时、炉冷至100T：后出炉。效果：表面光亮、色泽一致、内外圈硬度均匀。晶粒度广8级，被处理黄铜丝返工率为零。强度320375N/mm2. 8.3铍青铜铍青铜的带材、条材、线材、棒材等半成品多呈软态（淬火态）、半硬态（加工硬化）供应。这种状态的材料可直接冷成形各种形状的零件，直接时效强化。
淬火：铍青铜具有较高的热处理强化效果，淬火的目的是使富铍相固溶，获得具有沉淀硬化能力的过饱和固溶体，为时效强化作准备；能使加工硬化的材料软化，以承受进一步的冷变形，另外，淬火还可以消除铸件偏析。淬火加热温度775955C，为避免工件表面氧化，应在真空炉中进行处理。淬火转移时间越短越好，<1015秒为宜，时间越短软化效果越好，时效硬度越篼。
时效：时效目的是发生沉淀硬化。低温时效：315345X：、，时间13小时；高温时效为35038（TC、时间1590分钟。铍青铜弹簧片（厚0.15~0.25毫米），冲一真空回火（Hv>320），8.4其它可固溶、时效强化的铜合金8.4.1名称及种类A、铍青铜、B、硅青铜、C、铝青铜、D、钛青铜、E、铬青铜、F、锆青铜、G、铝白铜。
8.4.2固溶（淬火）、时效工艺名称及主要成分固溶（淬火）、时效工艺用途固溶温度（r）时效温度（r）铍音铜电工弹簧、接触器、簧片、钟表游丝、膜片、罗盘、轴承、衬套等弹性、耐磨件。
铝育铜高速、强、射磨小齿轮、轴承、涡轮、油嘴等军用件硅青铜耐蚀、篼温、耐磨件。
钛青铜高强、弹、硬、耐磨、蚀、疲劳、耐热等元器件。
铬育铜高强、耐热、磨、导热好的整流子片、机车架空线。
锆青铜高导电、热；耐热、蠕变强度高，电极材料、导线等。
铝白铜篼强、耐热、蚀弹簧等真空热处理时，工业纯铜采用10010MPa，其它铜合金采用1010lPa.。固溶处理时，因温度高，真空度选择可低一些，以防止挥发。时效处理时，因温度低，真空度可篼一些，以保证色泽光亮。出炉温度控制在8010（TC以下。处理含Zn量高的铜合金时，要反充氮气或氩气，防止出现脱锌现象。
9高纯铝箔的真空热处理篼纯铝箔是制造招质电解电容器的基本材料。退火是铝箔生产的关键工序，直接影响铝箔质量和电性能。
发达国家高纯铝箔的退火是由材料厂在制后直接进行的，多采用连续生产线，通过开卷、脱脂、漂洗、烘干、入炉退火、喷射冷却、收卷等多道工序完成的。这种设备结构复杂、成本昂贵。目前我国多采用周期式退火炉完成。采用的炉型有可控气氛炉、真空炉两种。其中以真空炉比较方便。铝箔制时有制油，所以铝箔间隙有较多油迹，真空退火有脱脂作用，可有效去除油迹，保护箔面光洁，提高铝箔的电蚀效果。退火过程中真空度的维持是保护箔面的关键。工件装炉以后真空度要抽至lPa，整个退火过程中，真空度也要保持在lOOPa以上。用真空炉两次再结晶退火可使晶粒平均直径达到0. 10合理选择真空热处理设备真空热处理炉从形式上分立式、卧式，单室、双室、周期、三室连续等。从冷却方式分水冷、油冷、气冷等。从发热体材质又分金属（钼、钨）、非金属（石墨）。从用途上分有退火、泮火、回火、固溶、时效、扩散、烧结、钎焊、脱脂、清洗、干燥等。如何根据产品的材质、形状、特点及技术要求合理地选择真空炉呢，除长度和直径比太大的细杆状零件或薄壁长筒状零件选用立式炉外，其它尽量选用卧式炉。如何根据材质和技术要求选择真空炉的种类和型号可大致参阅下表或真空站点181.真空炉选型建议类别用途推荐型号备注真空退火炉钢铁等黑色金属退火电工纯铁、桂钢片退火、钛合金除氢、去应力退火a ft温合金、弹性合金的固溶、时效。WZT（钼发热体）可兼固溶时效快冷功能其空水淬炉奥氏体不锈钢固溶（尺寸稍大的）铍音铜固溶、核工业特殊材质等固溶及水淬。WZSC可兼退火功能真空油淬炉合金结构钢、工模具高速钢淬火奥氏体不锈钢固溶（尺寸小、薄）W2C可兼退火功能真空气淬炉篼合金工模具钢气冷淬火为提高气冷能力、生产率、节能WZDQWZDGQ WZQWZGQ兼退火固溶时效快冷功能真空回火炉工模具钢篼温回火高温合金、弹性合金、可强化铜合金时效。钛合金、铜及铜合金的去应力、去加工硬化退火W2H真空钎焊炉不锈钢、金、银钎焊等铝及铝合金钎焊WZQH WZLQH兼退火固溶时效快冷功能真空烧结炉W基硬质合金烧结储氢材料退火坡莫合金的烧结及退火WZDS（钼发热体）兼退火固溶时效快冷功能真空清洗、脱脂、干燥炉金零件去油、洗净、干燥ZQ真空渗碳炉合金结构钢、不锈钢渗碳淬火。
