孟祥冰，张祖攀

（山东思科工业介质有限公司）

摘要：近年来由于环保形势趋近，排放少的真空淬火技术得到了快速的发展。特别是在模具淬火方面基本实现了真空淬火全覆盖，真空淬火工件的外观和真空渗碳工件金相等级是大家比较关系的问题，选择科学的淬火工艺和真空淬火油是解决这些问题的根本途径。

关键词：真空淬火，真空渗碳，真空淬火油

　　随着科学的进步，工业产品对热处理要求的提高，自20世纪40年代真空热处理技术在美国和日本逐渐发展，因其无脱碳，零件表面光亮，变形小，节能环保，工艺和力学性能再现性好等优点，在目前环保形式要求下，真空淬火展现出蓬勃发展的势头。真空渗碳热处理技术的成熟无疑扩大了真空热处理技术的应用范围。

　　一、真空淬火技术

　　（1） 真空淬火是指：工件的淬火在真空炉内进行，淬火冷却的介质主要是气体（如惰性气体）、真空淬火油和水；真空淬火以大量应用于多种零部件，如工模具钢、高速钢、不锈钢渗碳钢等；按照真空炉淬火冷却方式的不同可以把真空炉分为真空气淬炉、真空油淬炉以及真空水淬炉，真空渗碳技术因为需要的冷却速度较快所以冷却方式选择真空淬火油冷却。真空热处理气淬方式一般适合范围：工具钢、模具钢、高速钢、超高强度高等；真空热处理油淬一般适合范围：模具钢、高速钢、合金结构钢、轴承钢、弹簧钢、；真空热处理水淬一般适用范围：航空航天行业中钛合金的固溶处理，仪表弹性元件中的钹青铜固溶处理，航天传感器中的镍基、钴基高弹性合金，镍基恒弹性合金等精密合金固溶处理以及不锈钢的固溶处理。

（下图为我公司senco-O90真空淬火油在真空渗碳状态下工件硬度和外观）

　　（2）真空气淬和油淬的区别

　　真空气淬相对于真空油淬常规炉型、同等功率下适用范围窄，特别是直径较大及淬透性差的钢材；同尺寸的炉子气淬的成本比油淬的高，氮气比淬火油的消耗量大，料框和炉内元件也更易损耗；真空气淬可实现高速钢、钹青铜、不锈钢以及钛合金的真空回火；真空气淬工件的外观明显优于真空油淬工件的外观，真空油淬比气淬的光亮度低20%-30%；真空气淬炉应用范围不如真空油淬炉广泛，同样压力下真空油淬冷却速度快。

　　二、真空淬火油

　　真空淬火油的特性：饱和蒸汽压低，临界压强低，化学稳定性好，杂质与残炭少，酸值低。普通真空淬火油特性指标随液面压强下降有明显变化：特性温度降低，特性时间延长，沸腾阶段出现在更低温度区间，800-400℃范围冷却时间比标准大气压下显著延长，钢在低气压下油冷却能力下降，低温区有较高冷速。思科工业介质可以提供快、中、慢三种冷却性能的真空淬火油，通过采用国际最好的基础油和添加剂，使产品达到一流产品行列；通常情况下，淬火油在真空条件下冷却速度明显低于常压条件下，思科真空淬火油通过采用科学的调整，能使这种影响降到最低，即使在真空条件下依然能够保持快速的能力。

　　（1）真空淬火油的指标

　　（2）真空淬火油的选择

　　真空油淬主要适合工件的材质包括Cr12、Cr12MoV、H13、W18Cr4V等；O90真空淬火油具有很高的冷却速度，适合渗碳工件的淬火，能使工件得到较深的淬硬层，达到更高的金相等级，适合大尺寸模具钢、工具钢，轴承钢；O90A真空淬火油适合中等尺寸的工模具钢、轴承钢和高速钢；O90B适合小型工模具钢、轴承钢和高速钢，能够有效控制变形和防止开裂。

　　（3）真空淬火油质量的计算

　　通常选用真空淬火炉，油槽的尺寸设备厂家会按照一定比例设计好，了解真空淬火油质量的计算方法有利于合理计算装炉量，提高生产效率，同时保证设备的安全运行。一般我们选择经验估算的方法来确定淬火油的需求量。通常置换冷却的淬火槽，淬火介质的重量等于同时淬火工件重量的3-7倍

　　900公斤工件用油为2700-6300公斤之间取4500kg，对于油类由于流动性较差，有效质量通常取80-90%所以实际需求量为：4500kg×（1.1-1.25）=4950-5625kg。

　　三、影响真空淬火工件外观的因素

　　真空淬火往往对外观由较高的要求，影响真空淬火工件外观的因素较多，主要包括：真空度，漏气率，冷却介质特性，材料等；材料中的铁、铬、镍元素与炉中残存的氧气和水蒸气相互作用使表面着色；高温时含有铬锰元素的钢由于产生蒸发而使表面粗糙；含铝钛的不锈钢和耐热合金对氧敏感，色变暗；冷却其他纯度不够，微量活性杂质使工件表面着色；油淬光亮度低于气淬；回火（特别是中高温回火）可使光亮略低。

（下图为使用senco-O90A真空淬火油淬火后的工件外观，因图片设计到客户现场，如有不妥之处请告知）

结论：

（1）针对实际情况科学选择真空淬火设备，可以提高工厂的效益；

（2）合理的选用真空淬火油，可以是淬火工件达到优良的性能。

参考文献

（1）张善庆，真空油淬冷却规律的研究（J）机械工人（热加工）2003（4）26-28