用中溫、高溫鹽浴爐加熱，用低溫堿浴、硝鹽浴進行分級等溫冷卻及回火，曾是當年模具熱處理的主要手段。

然而，由于加熱鹽浴爐存在很多缺點：所用氯化鋇原料有毒，産生的廢氣、廢渣污染環境，淬火作業以及脫氧撈渣時，員工在爐前承受高溫輻射，工作條件艱辛，淬油冷卻時，黑煙騰起直沖屋頂，堿浴、硝鹽浴廢渣收集和處置困難重重，這些都是熱處理車間髒、亂、差的原因之一。為此，再也不能用犧牲環境和員工健康為代價換取眼前利益，政府相關部門已嚴令逐步淘汰和禁止新建浴爐裝備。

許多企業早已與時俱進，采用真空爐對模具進行真空熱處理，圖1為甯興特鋼真空高壓氣淬爐、圖2為上海程運模具科技有限公司真空熱處理車間。

圖1 甯興特鋼真空高壓氣淬爐

圖2 上海程運模具科技有限公司真空熱處理車間

真空爐無廢氣、煙塵，無廢水、廢渣，無環境污染，改善了勞動條件，被稱作光亮熱處理、清潔熱處理和綠色熱處理。真空爐加熱工件無氧化、無脫碳、無合金元素貧化，脫脂脫氣，真空提純，避免氫脆，能實現分級等溫淬火，能控制加熱與冷卻，為自動化、柔性化生産奠定基礎。

與鹽浴爐加熱相比，在快速和局部加熱方面，真空爐也有不足，因為在某些特定場合下，這種操作也是需要的。

GB/T 1299-2000所列出的全部合金工具鋼， 以及高速工具鋼、不鏽鋼、軸承鋼等都适合真空高壓氣淬和油淬，常用的鋼号有Cr12MoV、D2、1.2379、K110、DC11、SLD、QC11、XW42、K340、DC53、4Cr5MoSiV1、H13、1 . 2 3 4 4 、W302、S K D61、DHA1、DAC、8402、QD61、8407、DH31、DAC55、QDN、W6Mo5Cr4V2Co5、M2、1.3343、S K D 5 1 、W6M o 5 C r 4 V 2 、Co5、M35、1.3243、MH55、3C r2NiMo、P20、1.2738、PX5、718、4Cr13、9Cr18、420、440C、17-4PH、17-7HP、GCr15、65Nb、LD、GD、HM1、HM3、Y4、Y10、GR鋼等。用這些鋼種制造的沖裁、拉深、擠壓、彎曲、搓絲、熱鍛、溫鍛、壓鑄及塑料模具零件，經真空熱處理獲得了剛韌兼備穩定可靠的組織與性能，确保提高模具使用壽命。

卧式雙室高壓氣淬和油淬真空爐，較适合模具淬火，應把體積或壁厚相近的零件同爐加工，以設定恰當統一的保溫時間，包括加熱溫度、加熱速度、保溫時間、冷卻速度等熱處理工藝參數，對零件性能影響至關重要。

零件表面和心部的溫度差，加熱與冷卻的不均勻是造成淬火變形和開裂的主要原因。淬火加熱和随後的保溫是為了合金元素充分溶解和奧氏體均勻化。

應根據相關技術資料給出的數據來設定淬火加熱溫度，要求二次硬化和回火穩定性高的場合取上限，防止變形和開裂的場合取下限，保溫時間指全爐最厚零件心部到達淬火溫度後的停留時間，其與電爐功率、裝爐量、裝爐方式和零件大小等因素相關。

用H=30 厚度/50×10min進行估算保溫時間H 是可行的。淬火加熱溫度超過1000℃時，一般要經過兩次預熱：第一次580℃，第二次850℃。第一次預熱保溫時間是淬火保溫時間H的2倍，第二次預熱保溫時間約為H/3。

加熱時， 真空度過高會造成材料中合金元素揮發， 常用物理量P a（ 帕斯卡） 、b a r（巴1bar=105Pa）和Torr（托，1Torr=133.322Pa）來标注真空度，三者之間有一定的換算關系。預熱階段采用較低的真空度，加熱和保溫階段真空度較高，一般在10-1bar、10-2bar和10-3bar之間選擇。高壓氣淬的冷卻速度與熱交換器冷卻水流量；氣體種類、溫度和流速；氣體壓力、氣流形式和分布；工件大小和裝爐量相關。有研究表明：10bar低溫氮氣的冷速比6bar提高30%～40%，20bar比6bar提高80%以上。

油淬時應選擇質量好的真空淬火油，并通過工藝改進防止工件冷卻時增碳。

回火的目的是消除應力和獲得要求的組織與性能。模具回火常在預抽真空後再回充氮氣保護的井式爐中進行，如圖3所示。

圖3 真空回充氮井式回火爐

目前，互聯網、電子郵箱、QQ、智能手機和微信等網絡和移動互聯技術在熱處理生産中得到廣泛應用，如下載、儲存相關技術資料，制訂儲存各種鋼号熱處理工藝參數，管理人員與現場人員、外協人員及時溝通，與客戶廣泛聯絡以及解決處理問題等，參見圖4。圖5、圖6為現場金相和洛氏硬度的檢測，圖7為現場真空高壓氣淬工藝參數的讨論。

圖4 管理人員與客戶等及時溝通

圖5 現場金相檢測

圖6 現場洛氏硬度檢測

圖7 現場讨論真空高壓氣淬工藝參數

作者：上海程運模具科技有限公司 李忠民

本篇文章發表于《金屬加工（熱加工）》2016年第7期，4-5頁 。金屬加工版權所有。轉載請注明出處。

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