真空热处理是真空技术与热处理工艺技术相结合的产物。真空热处理除具有常规热处理对金属材料组织、性能的作用外，是在设备功能上利用真空泵抽除加热和冷却过程中炉内存在的以及被处理材料吸附的空气等有害气体，进而为热处理过程提供了少氧(或接近无氧)的负压工艺环境;或者通过抽真空后再进一步回充中性或惰性气体达到不同压力下的更清洁的保护气氛环境;是高精度、优质、节能和清洁无污染的现在制造技术。

真空热处理是材料改性、先进制造技术、现代新型材料制造过程中不可或缺的重要领域。真空热处理设备也称真空热处理炉。在热处理工业化生产中大部分是采用电阻发热的真空电阻炉和感应发热的真空感应炉，而这两种发热方式中又以应用电阻发热原理的真空电阻炉占多数。真空热处理的冷却方式却一般为不同压力下的气体冷却(介质为中性或惰性以及混合气体)和油冷却(介质为低饱和蒸气压合高冷却能力的特质淬火油)。

真空热处理的作用

1、真空的保护作用

真空热处理是在负压下的稀薄气氛中进行的热处理，其加热过程称真空加热。这个过程需要维持的气压状态即工作压强或称工作真空度一般在100~10-3Pa范围内。根据气体分析，此压强下真空炉内残存的气体，如水蒸气、氧气、二氧化碳及油脂等有机物蒸气含量已经非常之少，不足以使被处理的金属材料产生氧化、脱碳、增碳等作用。在真空加热时，由于气氛中氧的分压力低于被加热金属表面的氧化物分解压力，氧化作用被抑制，所以被处理的金属表面与原有表面光亮度比较可在很大程度上保持不变。可见真空不但能对工件加热起到保护作用，还能使金属保持原有的光亮表面，故真空热处理也属于光亮热处理范畴。

2、表面净化作用

在真空热处理前，金属表面上经常会附着氧化物、氮化物、氢化物等物质。在真空中加热时，这些化合物被还原分解货挥发而消失，从而使金属获得光洁的表面。

3、真空除气作用

在真空炉中进行热处理时，金属工件中的气体被脱出，从而提高了工件的性能。

金属在真空炉中的除气过程包括：金属中的气体像金属表面的扩散;气体从金属表面的释放;气体被真空系统抽出。

决定真空除气效果的第一因素是真空度，真空度越高，除气效果越好;第二个因素是温度，温度越高，气体在金属内的扩散速度、在金属表面的释放速度也越快，除气效果就越好。对于有相变的金属材料，在相变温度附近进行真空除气效果更好;第三个因素是抽气时间，气体在金属中的扩散和在金属表面的析出都需要一定的时间，除气效果越长，其效果越好。

需要注意的是：真空度的提高要考虑材料中的元素的蒸气压值，顾忌元素的挥发和升华等现象发生对材料性能所可能产生的利弊;温度的提高也要受到被处理材料晶粒长大和相变等因素的限制;抽气时间过长，可能使真空系统想真空炉内返油，进而污染真空炉的现象产生。

经过真空热处理的金属材料与常规热处理相比，其机械性能，特别是塑性和韧性得到明显改善，其主要原因在于真空热处理过程中的除气作用。

4、真空脱脂作用

金属零件在热处理之前的机械加工过程中，往往要使用各种冷却剂和润滑剂，这些含有油脂的冷却剂和润滑剂不可避免地要吸附在零件表面。但在真空热处理时，零件只要进行简单的清洗、烘干就可以进行热处理，而不需要特殊的脱脂处理。因为油脂为碳氢化合物，饱和蒸气压较高，在真空中加热会自行挥发或分解水蒸气、氢气和二氧化碳等气体被真空泵抽除，故而可以得到无氧化、无腐蚀的光洁金属表面，而这个过程在气体的常压状态下是不可能做到的。

5、蒸发现象

在真空热处理的实际操作中，可以根据金属材料的种类，特别是处理温度在1000~1200℃或以上时，对于雷士合金钢中含有Cr、Mn等具有较高蒸气压(容易挥发)元素的材料，需要通入惰性气体或高纯氮来调节炉内的真空度，防止这些金属大量挥发。由于惰性气体的存在，形成热对流，还有利于金属材料的均匀加热，减少零件因升温不均产生的热力而引起的变形。

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