加热真空中的金属速度与时间

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：在真空中加热金属比在盐浴和气氛中慢。图1-4表示在真空炉中施行油淬火前的加热时，奥氏体化温度和工件尺寸对炉温指示与工件温度滞后时间的影响。对直径375mm×120mm、重90kg的56NiCrMoV钢棒在IpsenVTTCK-424-R型真空炉中进行的真空加热和通气对流加热进行比较，试验结果表明，对流加热可缩短一半以上的加热时间。

在真空中加热金属比在盐浴和气氛中慢。一般真空加热的时间为盐浴的6倍。在周期式炉中，零件的温度滞后于仪表指示的炉温。图1-3所示为直径20mm和直径50mm钢棒在真空中加热时，试棒温度和炉温的关系。可以看出，试棒表面温度一旦超过400℃就发生滞后，在600℃以下心部温度的升高非常缓慢，超过600℃升温速度增加。中间在800℃保持60min，可使试棒温度和炉温指示一致。当炉温升到800℃以上时，试棒温度与炉温趋于接近。

当工件尺寸更大时，工件温度滞后于炉温的现象更为严重。为此必须预先测出滞后的时间数据，否则就不能得到正确的加热温度和保持时间。图1-4表示在真空炉中施行油淬火前的加热时，奥氏体化温度和工件尺寸对炉温指示与工件温度滞后时间的影响。图中的数据测定方法是采用直径25～164mm的试棒，中心插入热电偶，在880℃进行预热后，当炉温与试棒温度一致时，再继续升到淬火加热温度(1020℃)。通过一系列试验，测出了指示炉温与工件实际温度的差别。例如，把直径40mm工件从880℃加热到1020℃，当炉温达到1020℃后，要经过15min工件才能达到这个温度。把这个滞后时间和加热时间相加，才能得到所需的总加热时间。因此，一定尺寸和一定装炉量的钢件进行真空加热时，在升温过程中往往要设置两个以上的均温台阶。

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图1-3　真空加热时，炉温与试棒温度的关系

1—直径20mm试棒表面；2—直径20mm试棒心部；3—直径50mm试棒表面；4—直径50mm试棒心部

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图1-4　在油淬火真空炉中加热时，钢的奥氏体化温度、工件尺寸对炉温和工件温度滞后时间的影响

为了提高生产效率，缩短加热时间，可在真空炉抽真空后通入中性氮气(N2)或惰性气体(He、Ar)于低真空或大气压下施行对流加热。对直径375mm×120mm、重90kg的56NiCrMoV钢棒在IpsenVTTCK-424-R型真空炉中进行的真空加热(870℃)和通气(5bar N2)对流加热进行比较，试验结果表明，对流加热可缩短一半以上的加热时间。对流加热还可以减少钢材表面合金元素Mn、Cr的蒸发，维持钢材热处理后的性能。

此外，由于真空加热主要依靠辐射，面对发热体的被处理件部分容易受热，升温速度也相对快些。所以真空加热时，工件在料盘上的放置要保持一定间隔，避免相互遮蔽。

加热真空中的金属速度与时间

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