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分压在真空热处理中的应用新乡市新利净化技术有限公司赵文祥引言真空热处理是近几年才被广泛应用的一种热处理手段，经过真空退火的不锈钢丝网具有组织均匀，表面洁净等特性，其优异的被加工性是丝网界所公认的，但在真空热处理过程中也有诸多因素会影响到被处理零件的特性，现就分压在真空热处理中的应用作一阐述。请业界人士共同商讨指正。在真空条件下进行的热处理称为真空热处理。真空热处理是一种理想的无氧化、无脱碳的光亮热处理技术。但是，在真空热处理过程中金属元素的蒸发、零件表层合金元素的贫化、抗腐蚀性能的下降以及提高零件的表面光亮度等难题是不可避免要出现的，如何减少这些问题的出现是该论文要讨论的话题。一．真空热处理下金属元素的蒸发纯金属及合金中的金属元素在一定的温度及真空度下会产生蒸发。它对零件的真空热处理质量、对真空加热室的污染均有着不可忽视的有害影响。根据相平衡理论，在不同温度下，金属蒸发作用于金属表面上的平衡压力（蒸气压）是不同的。随着温度的升高，蒸气压也升高。当外界压力小于该温度下金属元素的蒸气压时，金属元素就会产生蒸发（升华）。外界压力越小，即真空度越高，金属元素就越容易蒸发。在相同的条件下蒸气压高的元素比蒸气压低的元素更容易蒸发。表1列出各种金属元素在不同的蒸气压下的平衡温度。金属元素达到下列蒸气压（Pa）的平衡温度，℃熔点℃133×10-4133×10-3133×10-2133×10-1133Cu103511411273142216281038Ag848936104711841353961Au119013161465164618671063Mg301331343515605651Ca463528605700817851Zn248292323405419Na19523829135643798K12316120726533864Ln74684095210881260157C22882471268129263214111612231343148516701410Ti12491384154617421721Sn9221042118913731609232Ta259928202996Cr99210901205134215041890Mo2095229025332625W2767301633093410Mn791873980110312511244Fe119513301447160217831535Ni125713711510167918841455Pt174419042090231325821774合金中（包括零件材料、真空加热室的结构材料及工夹具材料）或者绑扎零件用的铁丝的表面，如果含有蒸气压高的金属元素（如Ag、Al、Mn、Cr、Si、Pb、Zn、Mg、Cu等），在真空中加热时，当真空度高于金属元素的蒸气压，则金属元素将产生蒸发，蒸发出来的金属元素，呈气体形态围绕在固体金属的周围，粘附并污染金属表面，冷却时造成零件之间或零件与料筐之间的相互粘接，严重时会造成加热元件与炉体间的短路。蒸发严重时，引起零件表层合金元素贫化而影响性能，并且造成表面粗糙，影响零件的表面光亮度。因此，在真空中加热，真空度的选择是一个相当重要的问题，必须给予足够的重视。二．低压气体保护可减少金属元素蒸发为减少或避免合金元素的蒸发，可以采取向真空加热室内回充高纯中性或惰性气体（如氮气、氩气、氦气等）的方法来提高压强。将真空室内的压强调节在0.1～650Pa的范围内。这种真空保护气氛热处理方法(又称为低压气体保护法)，既可防止合金元素的蒸发，又可获得光亮的表面。这种方法的另一个好处是增加了对流传热作用，更有利于零件的均匀加热。真空保护气氛热处理法所使用的气体纯度一般应大于99.99%。若回充的中性或惰性气体的纯度不够，不仅不会降低合金元素的蒸发速度，反而会使之增加，造成零件表层合金元素贫化，抗腐蚀能力下降。不锈钢含有大量的Cr、Ni、AL、Mn、Ti等合金元素，其蒸气压都比较高。真空固溶处理要求在较高的真空度（1.33×10-2～1.33×10-3Pa）下进行；为防止合金元素的蒸发，应采用真空分压处理，即先将加热室的真空抽至1.33×10-2～1.33×10-3Pa，然后回充高纯中性或惰性气体，使充气压强保持在133～13.3Pa或者更高。高纯中性或惰性气体要始终保持向加热室内回充，一是使气体充分起到保护作用，提高压强减少金属元素蒸发；二是增加气体对流传热作用，更有利于零件的均匀加热。真空时效可采用较高的真空度（1.33×10-2～1.33×10-3Pa）。由于时效时间较长，所以，真空炉的压升率最好小于或等于0.67Pa/h，否则，不易保证零件的表面光亮度。三．回充气体的选择真空保护气氛热处理方法回充气体的选择。真空热处理采用分压加热时回充气体应选择高纯度的中性或惰性气体，氢