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接上期真空泵熱處理的作用

（1）真空除氣作用

在真空爐中進(jìn)行熱處理時(shí)，金屬工件中的氣體被脫出，從而提高了工件的性能。其機(jī)理是在大氣中冶煉金屬過(guò)程中，液態(tài)金屬要吸收H₂、N₂、O₂、CO等氣體，同時(shí)金屬對(duì)氣體的溶解度隨溫度的提高而加大，隨溫度的下降而減少。液態(tài)金屬冷卻成型時(shí)，氣體在金屬中的溶解度下降，但由于冷卻速度太快，溶解在金屬中的氣體無(wú)法完全釋放出來(lái)，而被留在固體金屬內(nèi)部，生成氣孔、氣泡等缺陷，同時(shí)也是鋼產(chǎn)生氫脆的原因。吸收氣體的金屬如果在空氣中加熱，各種氣體會(huì)被金屬溶解和吸收。吸收了氣體的金屬材料其電阻率、導(dǎo)熱率、磁化率、硬度、屈服點(diǎn)、強(qiáng)度極限、延展率、斷面收縮率、沖擊韌性等機(jī)械物理性能均會(huì)受到影響。因此不但要控制金屬材料在冶金過(guò)程中的氣體含量，還要在熱處理工序中防止吸收氣體。

金屬在真空爐中的除氣過(guò)程包括：金屬中的氣體向金屬表面擴(kuò)散；氣體從金屬表面的釋放；氣體被真空系統(tǒng)抽出。

決定真空除氣效果的第一因素是真空度，真空度越高，除氣效果越好；第二個(gè)因素是溫度，溫度越高，氣體在金屬內(nèi)的擴(kuò)散速度、在金屬表面的釋放速度也越快，除氣效果就越好。對(duì)于有相變的金屬材料，在相變溫度附近進(jìn)行真空除氣效果最好；第三個(gè)因素是抽氣時(shí)間，氣體在金屬中的擴(kuò)散和在金屬表面的析出都需要一定的時(shí)間，除氣時(shí)間越長(zhǎng)，其效果越好。

需要注意的是：真空度的提高要考慮材料中的元素的蒸氣壓值，顧及元素的揮發(fā)和升華等現(xiàn)象發(fā)生對(duì)材料性能所可能產(chǎn)生的利弊；溫度的提高也要受到被處理材料晶粒長(zhǎng)大和相變等因素的限制；抽氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能使真空系統(tǒng)向真空爐內(nèi)返油，進(jìn)而污染真空爐的現(xiàn)象產(chǎn)生。

經(jīng)過(guò)真空熱處理的金屬材料與常規(guī)熱處理相比，其機(jī)械性能，特別是塑性和韌性得到明顯改善，其主要原因在于真空熱處理過(guò)程中的除氣作用。排除金屬中的氧、氫、氮等氣體，能明顯改善金屬的疲勞和韌性指標(biāo)。

（1）真空脫脂作用

金屬零件在熱處理之前的機(jī)械加工過(guò)程中，往往要使用各種冷卻劑和潤(rùn)滑劑，這些含有油脂的冷卻劑和潤(rùn)滑劑不可避免的要吸附在零件表面上。但在真空熱處理時(shí)，零件只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的清洗、烘干就可以進(jìn)行熱處理，而不需要特殊的脫脂處理。因?yàn)橛椭瑸樘細(xì)浠衔铮柡驼羝麎狠^高，在真空中加熱會(huì)自行揮發(fā)或分解為水蒸氣、氫氣和二氧化碳等氣體被真空泵抽出，故可以得到無(wú)氧化、無(wú)腐蝕的光潔金屬表面，而這個(gè)過(guò)程在氣體的常壓狀態(tài)下是不可能得到的。

（2）蒸發(fā)現(xiàn)象

金屬在真空中被加熱，其中的某些蒸氣壓較高的合金元素易產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象。各種金屬元素都具有一定的飽和蒸氣壓，當(dāng)外界的壓力低于該元素的飽和蒸氣壓時(shí)，該元素即發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)造成材料表面元素貧化以及零件之間、零件與料框之間的粘接以及零件表面粗糙，影響表面的光亮。同時(shí)，元素的蒸發(fā)會(huì)影響和改變零件材料原有的特性。此外，蒸發(fā)物沉淀在熱處理爐的構(gòu)件上會(huì)降低電極等爐內(nèi)構(gòu)件的絕緣性能，容易發(fā)生絕緣等級(jí)下降甚至于短路事故。因此，在真空熱處理過(guò)程中，認(rèn)為只要提高真空度就能得到良好處理效果的想法是不全面的，要根據(jù)具體的處理零件材料所含元素的蒸氣壓情況，選擇和控制加熱時(shí)的恰當(dāng)?shù)恼婵斩瓤梢苑乐鼓承┙饘僭氐拇罅空舭l(fā)。

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