[科普中国]-光亮热处理

简介

对高精度零件进行光亮热处理有两种方法，即真空热处理和保护热处理。最先进的方法是真空热处理。真空热处理设备投资大，维护困难，操作技术比较复杂，在国内应用尚在‘不断扩大中。保护热处理分为涂层保护和气氛保护。气氛保护热处理的工艺多种多样。有的设备投资大，气体消耗多，成本高，因此常采用保护气体箱。

涂层保护热处理具有投资少，操作简便，虽然目前国内研制的涂层的自剥性和保护效果还不能令人满意，价格也较贵，但涂料品种多，工艺成熟，应用广泛。表面光亮热处理在各种钢等材料的淬火、固溶、时效、中间退火、锻造加热或热成型时均可应用。

分类所谓光亮热处理有：光亮退火，光亮正火，光亮淬火，光亮回火。

为防止钢材表面的氧化和脱碳，使其不失去金属光泽，要在如前所述的保护气氛中或真空中进行热处理。

光亮退火一般应用在银亮钢棒材（经过拉拔、切削和研磨过的）、薄板或经过精加工等产品的退火上。另外，冷锻造用的棒材和线材的球化退火等也采用这种方法。光亮正火、淬火和回火等主要适用于产品化了的零件，不适于一般作坯料的钢材。1

涂层保护光亮热处理1、涂层的一般要求

涂料应耐高温、抗氧化、稳定，不与零件表面反应，并能防止零件表面在加热时烧损、脱碳或形成氧化皮。涂料应安全无毒，成本低，操作简单；涂层在室温下具有一定强度，操作过程不易脱落，但在一次处理后能自行脱落。

2、涂层成分

一般热处理涂层多数采用有机材料与无机材料混合配制的方法。这类涂料在常温下可以通过有机黏结剂组成均匀完整的涂层。在热处理加热时，涂层中的有机组分被分解或炭化，而其余的组分如玻璃、陶瓷等材料则转变为一层均匀致密的无机涂层，能隔绝周围气氛对金属的作用。冷却后，由于涂层与金属的热胀系数不同，涂层能自行脱落，从而起到保护被处理金属表面的作用。2

惰性气体保护光亮热处理常用惰性气体有Ar、He。由于N2与钢几乎不发生反应，所以N2对于钢来说是惰性气体。用惰性气体保护在光亮状态下加热，应特别注意气体中杂质的种类和数量，氧的体积分数应低于（1~2）X10-6，水分量应在露点-70℃以下。

真空热处理真空热处理的最大优点是能得到良好的光亮面。把金属放在真空中加热时，将产生脱氧、油脂分解、氧化物的离解等现象。真空热处理后可得到光亮的金属表面。但要注意合金元素蒸发的影响，如不锈钢真空热处理时会产生脱铬现象，使耐腐蚀性明显下降。

加热主要靠辐射，不直接面对发热体的金属内部扣热则只能靠热传导。而且冷却也是辐射冷却，因此比普通冷却慢得多。这种特性对退火还可以，但对一般热处理则不适用。

近年，由于改进了真空热处理炉的结构，使淬火成为可能，因此真空热处理很快得到普及。冷却方法分气冷法和汕冷法。气冷法是在淬火前导入气体，用风扇强制循环冷却。一般在循环回路中设有水冷式热交换器。由于冷却气体的热传导率与其分子量的平方根成比例，因此用氢气冷却是比较方便的，但拌有危险性。Ar气不但价高，而且冷却能力差，实际上使用的是N2。