真空熱處理技術作為一種先進熱處理生產(chǎn)技術，在我國已有40多年的發(fā)展歷史，廣泛應用于各種材料，具有無氧化、表面質量好、變形微小、無污染等諸多優(yōu)勢。本文著重介紹了真空熱處理技術在鍛壓行業(yè)的典型應用，包括H13模具鋼的真空淬火（油淬、高壓氣淬、氣油淬）。最后，本文提出了真空熱處理技術在鍛壓行業(yè)的應用展望。

真空熱處理技術簡介

利用真空熱處理技術處理的產(chǎn)品和零件具有無氧化、無脫碳、脫氣、脫脂、表面質量好、變形微小、綜合力學性能優(yōu)異的優(yōu)點。同時真空熱處理設備也具備無污染、無公害、自動化程度高的突出優(yōu)點，因而真空熱處理技術廣泛應用于各種精密產(chǎn)品零件的生產(chǎn)中?？梢哉f，真空熱處理已成為當前先進熱處理生產(chǎn)技術的主要標志。

我國真空熱處理技術的基礎研究始于20世紀70年代，而后經(jīng)歷了技術引進、消化吸收和自主開發(fā)的過程。20世紀90年代，隨著航空、航天等國防工業(yè)和機械制造等行業(yè)的迅猛發(fā)展，真空熱處理技術和裝備得以推廣。目前我國真空熱處理爐主要產(chǎn)品有真空油淬爐、真空高壓氣淬爐、真空回火爐、真空釬焊爐、真空燒結爐、真空低壓滲碳爐、真空滲氮爐和真空熱處理連續(xù)生產(chǎn)線等。

真空熱處理技術廣泛應用于各種材料，包括普通碳鋼、合金鋼、模具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、鈦合金、磁合金、彈性合金、銅合金及高純鋁箔等。這些材料被廣泛地應用于冶金、機械、化工、電子、汽車、航空航天等行業(yè)。

鍛壓是裝備制造業(yè)的基礎行業(yè)。在機械裝備中，鍛壓產(chǎn)品占比很高，如汽車的幾乎全部關鍵零部件（曲軸、連桿、凸輪軸、半軸、傳動齒輪等），飛機的承載關鍵構件（飛機機體中的框、梁、起落架、接頭等；發(fā)動機中的盤、軸、環(huán)等），液壓、泵類機械的近一半零部件等。生產(chǎn)這些鍛件的模具以及鍛壓產(chǎn)品，幾乎全部都要經(jīng)過熱處理?；驗榱烁纳撇牧系某尚涡阅埽驗榱嗽鰪娏悴考臋C械性能及表面質量。真空熱處理作為一種先進的熱處理技術，不僅能為很多優(yōu)質的鍛壓產(chǎn)品提供質量保證，還能解決傳統(tǒng)熱處理能耗大、污染環(huán)境的問題。下面就幾個真空熱處理技術在鍛壓行業(yè)的典型應用做詳細介紹。

H13模具鋼的真空淬火

H13模具鋼廣泛應用于熱鍛模具、熱擠壓和壓鑄模具。為了獲得光亮的表面和高強、高韌性能，并減小冷卻應力和畸變，對不同尺寸和技術要求的H13模具鋼，往往采用不同的處理工藝：真空油淬、真空高壓氣淬、真空氣油復合淬火。

圖1 H13鋼熱作模具工藝曲線

⑴    通用熱處理工藝

H13模具鋼的通用熱處理工藝為兩次預熱—奧氏體化溫度加熱—淬火—兩次高溫回火，如圖1所示。預熱階段必須緩慢升溫，0～650℃預熱速度應＜220℃/h,650～850℃預熱速度＜165℃/h ；加熱階段，應以盡可能快的速度加熱至奧氏體化溫度1030℃；淬火階段，冷速應＞28℃/min，避免發(fā)生珠光體轉變，盡可能減少二次碳化物和貝氏體，并保證形變很小。

圖片

⑵不同淬火方式

1)真空油淬。

真空油淬和真空氣淬相比，可以達到更快的冷卻速度，因而容易獲得表面光亮且高強高韌的性能，所以至今國內大多數(shù)模具鋼仍采用油淬技術。對H13模具鋼，有效尺寸＜100mm時，油淬后顯微組織只有馬氏體，基本無二次碳化物析出，具有良好的沖擊韌性。但是，由于冷速過大，也存在畸變大、淬裂風險大的問題。

2)真空高壓氣淬。

為了解決H13模具鋼油淬畸變大而尺寸超差的問題，并實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的要求，國內越來越多地采用真空高壓氣淬技術。但是高壓氣淬的冷卻速度受模具尺寸及裝爐量的影響，有可能得到馬氏體＋二次碳化物組織，也有可能得到馬氏體＋二次碳化物＋貝氏體組織。二次碳化物和貝氏體都會使材料的沖擊韌性有所下降，因此在實際生產(chǎn)中應盡可能加大氣淬壓力,提高氣流冷卻速度，避免產(chǎn)生這些不良組織。

3)真空氣油復合淬火。

為了兼顧減少變形和高強高韌的技術要求，H13模具鋼更多地采用先充氣預冷、再油淬的工藝，該工藝能夠滿足大多數(shù)模具的熱處理技術要求。除此之外，北京機電研究所研發(fā)出采用高溫區(qū)（1030℃至540℃）高壓氣淬、低溫區(qū)（540℃至室溫）油淬的真空氣油復合淬火工藝，可以得到馬氏體＋二次碳化物＋少量貝氏體組織，模具性能更佳。此工藝是當今H13模具鋼熱處理的新動向。

真空低壓滲碳技術、高壓氣淬技術是熱處理行業(yè)綠色化的典型技術，具有節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)的特點，值得推廣。鍛壓行業(yè)正面臨著產(chǎn)業(yè)升級，精密鍛壓技術在不斷發(fā)展，各種鍛壓產(chǎn)品對精密熱處理的需求日益加強，真空熱處理技術作為精密熱處理的一種手段，能夠有效降低熱應力和組織應力，從而減少畸變。相信真空熱處理技術在鍛壓行業(yè)的應用會越來越廣泛，而真空熱處理與鍛壓技術的結合與發(fā)展也勢必會大大提升我國先進制造技術的水平。