金屬在真空中的加熱

金屬在一定的真空度下加熱時，除可避免氧化燒損，得到光亮的表面質量以外，還有脫脂、除氣、表面氧化物分解以及合金元素的蒸發等效應：①脫脂：工件表面的切削液、潤滑劑、防銹油等在真空下加熱時都可以分解成氫、二氧化碳和水蒸氣，并在抽氣過程中排出，因此如果工件表面事先未嚴重污染或要求不過分嚴格，在真空加熱前可不進行清洗。②脫氣：真空對液態金屬有明顯的除氣效果，對固態金屬中溶解的氣體也有很好的排除作用，金屬中最有害的氣體是氫，采用真空加熱可使金屬和合金中的氫迅速降至最低程度。③氧化物的分解：金屬和合金在真空中加熱時，如果真空度低于相應氧化物的分解壓力，這種氧化物就會發生分解，形成的游離氧立即被排出真空室，使金屬表面質量進一步改善，甚至使表面達到活化狀態。④合 金元素的蒸發：合金在真空中加熱時，表面的化學成分與狀態經常會發生明顯的變化，鋼中的合金元素在一定溫度下具有不同的蒸氣壓，其中以Mn、Cr的蒸氣壓最高，最易在真空中加熱時蒸發，應采取適當措施避免合金元素的大量蒸發，通常的方法是通入惰性氣體。金屬在真空中加熱比在鹽浴或氣氛中慢，在周期式爐中零件的溫度滯后于儀表指示的爐溫，當工件尺寸更大時，工件溫度滯后于爐溫的現象更為嚴重，為此必須預先測出滯后的時間數據，否則就不能得到正確的加熱溫度和保持時間。將滯后的時間和加熱時間相加才能得到所需的總加熱時間。因此，一定尺寸和一定裝爐量的鋼件進行真空加熱時，在升溫過程中往往要設置兩個以上的均溫臺階。為了提高生產效率縮短加熱時間，可在真空爐抽真空后通入中性氣體(N2)或惰性氣體(He、Ar)，在低真空或大氣壓下施行對流加熱。對流加熱還可以減少鋼材表面合金元素(Mn、Cr)的蒸發，維持鋼熱處理后的性能。此外，由于真空加熱主要依靠輻射，面對發熱體的被處理件部分容易受熱，升溫速度也相對較快，所以真空加熱時工件在料盤上的放置要保持一定間隔，避免相互遮蔽。