五种先进的热处理技术

1

可控气氛热处理

可控气氛热处理主要是防氧化和脱碳，并对渗碳和渗氮做到精确的控制。20世纪80年代末开始应用于工业生产，发展到现在应用非常广泛。中外各设备厂家结合中国市场的特点全新推出各种档次、功能多样的可控气氛热处理炉。大型的如易普森公司密封箱式多用炉，丰东的全自动智能化密封箱式多用炉生产线不仅能满足渗碳、碳氮共渗，而且能实现光亮淬火、光亮退火等多种热处理工艺。都可实现计算机辅助设计、生产管理、物流管理、现场控制、质量管理、工艺管理等系列工作。同时改变了过去热处理车间“脏、乱、差”的局面，取而代之的为简洁、明快。

当然，这些生产线价格昂贵，适应于大批量生产，如汽车行业等。国内厂家更是紧贴用户要求，针对性推出各种价格适中、款式多样、性能优越的可控气氛炉。大都能做到工艺参数的优化、预测和精确控制碳浓度的分布，获得理想的浓度分布和渗层组织，可实现计算机管理，具有简单的菜单设计、友好的人机界面。

2

真空热处理

真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广，它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。工业生产中广泛采用了真空退火、真空除气、真空油淬、真空水淬、真空气淬、真空回火及真空渗碳等热处理技术。

近年来，随着高压气淬真空炉的面世，高速钢刀具的真空淬火已成为现实。真空炉制造厂家众多，国内或合资的如易普森公司、法国的ECM工业炉公司、G-M公司等。国内厂家知名品牌也不少，像中国航天航空集团“长城”系列、北京机电研究所WZ系列真空炉等等，其技术水平、性能、价格在国内具有极强的竞争优势，真空热处理将成为热处理车间最普及的最主要的技术之一。

3

感应热处理和离子氮化热处理技术

感应热处理以高效、节能、清洁、灵活性等优势广泛应用于汽车工业、工程机械、石油化工等行业。近40%的汽车零部件可采用感应热处理，如曲轴、齿轮、万向节、半轴等。采用感应加热，许多产品加工可建成全自动或半自动生产线，提高产品质量的稳定性，减轻劳动强度及美化工作环境。国内发展最快的是感应加热电源，老式的电子震荡管已完成了其历史使命，取而代之的是全晶体管。采用微机控制晶体管调节电源，调节稳定方便、精度高，对电网谐波的干扰大大减少。近几年发展起来的固态高频加热装置，其优点显而易见，它不再使用价高、易损、耗能大的电子管和与之配套使用的阳极升压变压器，阳极水套、灯丝稳压器等，取而代之的是MOSFET功率电子器件：它节电三分之一，节水二分之一。

而与加热电源配套的淬火机床来说，也取得长足的进步。体现在：

①生产机床的厂家明显增多，原来是天津第九机床厂一支独秀。

②淬火机床的精度、稳定性、自动化程度大为提高。

③有针对性的专业性淬火机床技术水平得到发挥。

离子氮化技术其显著特点是处理后零件表面清洁，抗腐蚀、变形小、耐磨性高。与气体渗氮比,更有周期短、高效少污染等优势。近几年来，离子氮化的发展很快,尤其是离子氮化炉脉冲电源的问世,它将放电的物理参数(电压、电流、气压)与控温参数(脉冲宽度)分开。增加了工艺的可调性，易于实现工艺参数的选择和精确控制。

4

淬火介质与冷却技术

理想的淬火介质应该有以下几个特征：

①质量型:高温阶段快冷，低温阶段慢冷。即消除裂纹，减少淬火变形。

②环保型：无有毒、有害烟尘或气体的挥发、不易燃烧，工件淬火后易清洗，对设备无腐蚀，不刺激烧伤皮肤。

③稳定型：工件淬火后性能均匀稳定，介质本身在一定时期内性能稳定。

④经济型：高质优价,能耗小。

近几年来，淬火介质发展非常迅速。淬火油性能得到提高,有机聚合物淬火介质的研究和应用达到空前的发展。国外有美国的好富顿公司、德润宝公司、英国PB石油公司。国内北京华立精细化工公司、南京科润精细化工公司等。

5

采用新的表面强化技术和推广氮基气氛的热处理

原有的工具表面处理方法仅限于蒸汽处理、氧氮化等陈旧方法，一般只能提高工具寿命30%~50%。自80年代以来，我国先后独立开发和从国外引进了QPQ盐浴复合处理技术和PVD氧化钛物理涂层技术。前者可以稳定提高工具寿命2~3倍，设备简单，成本低廉，特别适合干普通刀具;后者可以提高刀具寿命3~5倍，适合干各种精密贵重的齿轮刀具。

氮基气氛用于保护热处理和化学热处理，可以实现无氧化脱碳热处理，并可以避免热处理氮脆,氮基气氛的化学热处理，可以减少内氧化等缺陷，提高化学热处理质量。