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盐浴金属热处理种类特点及技术发展动向

时间:2013-09-03 14:58来源:洛阳科诺 作者:admin 点击:

  盐浴热处理已有数十年的历史,其本身已不是新鲜事物。当今提倡高效率生产的环境下,容易实现自动化批量生产的真空热处理等增加,而在作业环境、废水处理、炉体寿命、生产效率、成本等方面存在难点的盐浴热处理正在逐渐减少。但是有些领域仍然要依赖于盐浴热处理。
  广义的盐浴热处理中包含有渗碳氮化、软氮化、浸硫处理等表面处理,本文只对采用中性盐的盐浴热处理进行介绍。
  1、盐浴炉及其种类
  金属热处理用的盐浴一般分为高温用(约1000-1350℃)、中温用(约570-950℃)、低温用(约140-550℃)3种。整体可能使用的温度范围是140-1350℃。
  高温用盐浴主要是高速工具钢、模具钢淬火加热用;中温用盐浴是低温合金工具钢、构造用钢、轴承钢、弹簧钢等淬火加热,高速工具钢预热、中间保持用以及各种高温回火、等温正火等用;低温用盐浴用于间歇淬火、等温淬火、淬火时冷却、低温回火等。使用盐的种类各不相同,高温用基本都用BaCl2,中温用BaCl2、NaCl、CaCl2等氯化物的混合液。与此相对,低温用NaNO3、KNO3、NaNO2等硝酸盐以及亚硝酸盐的混合液。
  盐浴加热的方法有直热(电极)式与外热式。高温采用在盐浴中通上直流电加热的电极式。中温以及低温采用外热式。外热式是在钢制的罐中加入盐,之后加热罐体。温度控制稍有些难度,但优点在于除电之外,还可以用汽、油等,使用能源多样化。
  2、盐浴炉热处理特点
  盐浴热处理的优点是:
  1)淬火加热时间短,结晶粒不会粗大化,韧性强,有利于应变。
  2)炉温分布良好,应变变少。
  3)高温区域冷却快、低温区域冷却比较缓慢,淬火容易,且应变减小。
  4)能够对应大范围的热处理条件(间歇淬火、等温淬火、部分热处理、短时间加热、冷却、复杂的温度变化等)。
  5)氧化脱碳少。
  6)热处理温度、时间调整能够在短时间内完成,能够对应多品种、小批量。
  7)设备费用比较便宜。
  3、盐浴热处理新技术
  通常切削工具的刀刃与刀柄部分硬度不同。有些部件要求具有3段以上的硬度。顶杆、錾子、轧辊等多要求这样的硬度分布。压铸件金属模,要求凸模圆角的里外硬度变化,采用只是单面浸滞盐浴的回火。这种操作无论什么部件都只能采用盐浴热处理。
  为了满足客户的需求,开发了2段间歇淬火处理、2段等温淬火等新的热处理方法。在此介绍一例改善等温淬火的实例。众所周知,等温淬火是为了使奥氏体化的钢达不到TTT曲线的顶端而进行冷却,即不使其发生珠光体相变,而使其发生贝氏体相变。如果厚度增加,内部冷却延迟,就不能防止珠光体相变,所以一般只能适用于细的物品、薄的物品。作为扩大这种实用尺寸的技术采用2段等温淬火处理。此试验如图2所示。通过试验可知,400℃等温淬火时,通过之前200℃时30s的浸滞,?50mm的中心部达到400℃的时间约12s。