在真空泵中将金属工件在1个大气压以下(即负压下)加热的金属热处置工艺。20世纪20年代末﹐随著电真空技术的开展﹐呈现了真空热处置工艺﹐当时还仅用於退火和脱气。由於设备的限制﹐这种工艺较长时间未能取得大的停顿。60～70年代﹐陆续研製胜利气冷式真空热处置炉﹑冷壁真空油淬炉和真空加热高压气淬炉等﹐使真空热处置工艺得到了新的开展。在真空中停止渗碳﹐在真空中等离子场的作用下停止渗碳﹑渗氮或渗其他元素的技术停顿﹐又使真空热处置进一步扩展了应用范围。
特性
金属零件在真空中的热处置能避免氧化脱碳并具有脱气效应﹐但金属元素可能蒸发。
避免氧化脱碳
真空泵热处置炉的加热室在工作时处於接近真空状态﹐仅存在微量一氧化碳和氢气等﹐它们对於加热的金属是复原性的﹐不发作氧化脱碳的反响﹔同时还能使已构成的氧化膜复原﹐因而加热后的金属工件外表能够坚持原来的金属光泽和良好的外表性能。
脱气效应
金属零件在真空环境中加热时﹐金属中的有害气体﹐例如鈦合金中的氢和氧﹐会在高温下逸出﹐有利於进步金属的机械性能。
金属元素蒸发
各种元素都有本身的蒸气压﹐假如环境中的压力低於某种元素的蒸气压﹐这种元素就会蒸发。在真空热处置时﹐应依据钢中所含合金元素的蒸气压来选择加热时的真空度或温度﹐以防止合金元素蒸发。
工艺
真空泵热处置可用於退火﹑脱气﹑固溶热处置﹑淬火﹑回火和沉淀硬化等工艺。在通入恰当介质后﹐也可用於化学热处置。
真空中的退火﹑脱气﹑固溶处置主要用於纯洁水平或外表质量请求高的工件﹐如难熔金属的软化和去应力﹑不锈钢和镍基合金的固溶处置﹑鈦和鈦合金的脱气处置﹑软磁合金改善导磁率和矫顽力的退火﹐以及请求光亮的碳钢﹑低合金钢和铜等的光亮退火。真空中的淬火有气淬和液淬两种。气淬行将工件在真空加热后向冷却室中充以高纯度中性气体(如氮)停止冷却。适用於气淬的有高速钢和高碳高铬钢等马氏体临界冷却速度较低的资料。液淬是将工件在加热室中加热后﹐移至冷却室中充入高纯氮气并立刻送入淬火油槽﹐快速冷却。假如需求高的外表质量﹐工件真空淬火和固溶热处置后的回火和沉淀硬化仍应在真空炉中停止。
真空渗碳是将工件装入真空炉中﹐抽真空并加热﹐使炉内净化﹐到达渗碳温度后通入碳氢化合物(如丙烷)停止渗碳﹐经过一定时间后切断渗碳剂﹐再抽真空停止扩散。这种办法可完成高温渗碳(1040℃)﹐缩短渗碳时间。渗层中不呈现内氧化﹐也不存在渗碳层外表的含碳量低於次层的问题﹐并可经过脉衝方式真空渗碳﹐使盲孔和小孔取得平均渗碳层。
应用
真空泵零件经真空热处置后﹐畸变小、质量高且工艺自身操作灵敏、无公害。因而真空热处置不只是某些特殊合金热处置的必要手腕﹐而且在普通工程用钢的热处置中也取得应用﹐特别是工具﹑模具和精细耦件等﹐经真空热处置后运用寿命较普通热处置有较大的进步。例如某些模具经真空热处置后﹐其寿命比原来盐浴处置的高40～400％﹐而有许多工具的寿命可进步3～4倍左右。此外真空泵加热炉可在较高温度下工作﹐且工件能够坚持干净的外表﹐因此能加速化学热处置的吸附和反响过程。因而某些化学热处置如渗碳﹑渗氮﹑渗铬﹑渗硼以及多元共渗都能得到更快﹑更好的效果。