1.2.2　真空熱處理的特點(diǎn)

真空狀態(tài)是一種良好的保護(hù)環(huán)境，在真空環(huán)境下熱處理后的機(jī)械零件表面光滑、明亮，內(nèi)部組織發(fā)生了變化，力學(xué)性能良好。除此之外，還有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）真空熱處理節(jié)省能源，經(jīng)濟(jì)性好。真空熱處理與常壓熱處理相比可以節(jié)省能源，因?yàn)檎婵諢崽幚頎t保溫效果好，熱損失少，減少了能耗。很多真空熱處理設(shè)備（如真空電阻爐），可以用于多種真空熱處理，例如真空退火、真空淬火、真空滲碳、真空釬焊、真空時(shí)效等。真空熱處理爐可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，節(jié)省人力和時(shí)間，從而降低產(chǎn)品成本。

（2）真空熱處理能實(shí)現(xiàn)環(huán)保。真空熱處理與常壓熱處理相比，它是在密閉的環(huán)境下進(jìn)行處理，環(huán)境清潔，廢棄物排放及環(huán)境污染較少，真空熱處理爐外殼都是水冷的，沒有熱影響，安全可靠。

（3）真空熱處理操作簡單，提高了生產(chǎn)效率。真空熱處理與常壓熱處理相比，對工人的操作要求簡單，不容易出現(xiàn)差錯(cuò)，質(zhì)量容易保證。真空熱處理后的機(jī)械零件可以直接用于電鍍，不必除油、清洗或進(jìn)行其他表面加工，免除了許多輔助加工工序，節(jié)約了加工時(shí)間和加工費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本。

（4）真空熱處理的機(jī)械零件質(zhì)量好，提高了力學(xué)性能，能延長使用壽命。真空淬火可以將任何用油淬、氣淬的材料淬到最高硬度；高速鋼用真空熱處理代替鹽浴可以收到非常好的效果，如增加刀具壽命，刀具不會出現(xiàn)滲碳、脫碳、氧化、氫脆等問題；真空熱處理的機(jī)械零件變形小，不容易開裂，例如高速鋼燕尾銑刀真空加熱，隨后真空淬火不會發(fā)生開裂，零件采用真空油淬，其變形量僅為一般油淬的1/10，真空熱處理后可以不用加工或只做少量磨削加工，模具的使用壽命可以延長40%～400%，工具的使用壽命能提高2～3倍。

（5）真空熱處理零件的變形量小。熱處理過程中產(chǎn)生工件變形的原因：一是工件在熱處理過程中產(chǎn)生相變應(yīng)力；二是工件在加熱和冷卻過程中各部分溫度變化速度不同而引起熱應(yīng)力。而真空熱處理爐內(nèi)溫度均勻，在真空條件下加熱，換熱方式主要是熱輻射，而不是對流加熱，因此加熱溫度均勻，在1200℃下溫度差僅為±5℃；真空熱處理爐自動(dòng)化程度高，爐內(nèi)溫度容易控制，爐內(nèi)溫度分布均勻，工件內(nèi)外溫度差較小，因而工件變形量小。

（6）易于實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化，提高設(shè)備自動(dòng)化程度，保證工件熱處理的質(zhì)量重復(fù)性好。由于真空熱處理過程所需要的工作參數(shù)（如溫度、壓力、流量、時(shí)間、邏輯順序等）均可由現(xiàn)代傳感器接收、傳遞，可以預(yù)編出全部定量的工藝路線、執(zhí)行程序。當(dāng)前設(shè)計(jì)的真空熱處理爐，幾乎全部采用了計(jì)算機(jī)程序控制、調(diào)節(jié)、顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真空熱處理設(shè)備的操作自動(dòng)化，執(zhí)行工藝過程正確無誤，設(shè)備工作重復(fù)性好，人機(jī)對話與實(shí)時(shí)監(jiān)控的靈活性好，從而保證了熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的均勻一致。

真空熱處理設(shè)備也有不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）熱處理工件材料容易產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象。在真空中加熱，有些飽和蒸氣壓較高的金屬元素，如鉻、銅、錳、鋁、鉛、鋅等，隨著溫度和真空度的提高會產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，使得材料表面某些元素缺失，改變了材料的表面性能，表面光潔度也會下降。金屬元素蒸發(fā)后的再沉積液會污染真空爐。因此，在真空加熱過程中，有時(shí)需要向真空爐內(nèi)充入微量保護(hù)性氣體（如純凈的氮、氬等），以保護(hù)氣體的壓力，控制高蒸氣壓的金屬元素蒸發(fā)或升華。

（2）真空熱處理爐內(nèi)會有放電現(xiàn)象發(fā)生。在真空爐內(nèi)，在一定的氣壓和電壓條件下，稀薄氣體容易發(fā)生電離，產(chǎn)生輝光或弧光放電。如電阻加熱的電極處，感應(yīng)加熱感應(yīng)器的電引入裝置構(gòu)件之間，真空室內(nèi)設(shè)置的電動(dòng)機(jī)接線端子以及真空室的其他引線（如照明接線）等處，都容易發(fā)生放電現(xiàn)象。

（3）對真空熱處理設(shè)備操作者的文化素質(zhì)要求較高。真空熱處理設(shè)備涉及機(jī)械、電力、物理、金相、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等方面的知識，設(shè)備控制、顯示儀表較多，運(yùn)行環(huán)節(jié)復(fù)雜，需要操作者對設(shè)備、運(yùn)行過程有較清楚的了解，對設(shè)備故障能及時(shí)、有效地排除。

（4）真空熱處理爐比常壓氣體保護(hù)熱處理爐復(fù)雜，第一次投資較高。