1.2.2　真空热处理的特点

真空状态是一种良好的保护环境，在真空环境下热处理后的机械零件表面光滑、明亮，内部组织发生了变化，力学性能良好。除此之外，还有以下优点。

（1）真空热处理节省能源，经济性好。真空热处理与常压热处理相比可以节省能源，因为真空热处理炉保温效果好，热损失少，减少了能耗。很多真空热处理设备（如真空电阻炉），可以用于多种真空热处理，例如真空退火、真空淬火、真空渗碳、真空钎焊、真空时效等。真空热处理炉可以实现机械化、自动化，节省人力和时间，从而降低产品成本。

（2）真空热处理能实现环保。真空热处理与常压热处理相比，它是在密闭的环境下进行处理，环境清洁，废弃物排放及环境污染较少，真空热处理炉外壳都是水冷的，没有热影响，安全可靠。

（3）真空热处理操作简单，提高了生产效率。真空热处理与常压热处理相比，对工人的操作要求简单，不容易出现差错，质量容易保证。真空热处理后的机械零件可以直接用于电镀，不必除油、清洗或进行其他表面加工，免除了许多辅助加工工序，节约了加工时间和加工费用，降低了生产成本。

（4）真空热处理的机械零件质量好，提高了力学性能，能延长使用寿命。真空淬火可以将任何用油淬、气淬的材料淬到最高硬度；高速钢用真空热处理代替盐浴可以收到非常好的效果，如增加刀具寿命，刀具不会出现渗碳、脱碳、氧化、氢脆等问题；真空热处理的机械零件变形小，不容易开裂，例如高速钢燕尾铣刀真空加热，随后真空淬火不会发生开裂，零件采用真空油淬，其变形量仅为一般油淬的1/10，真空热处理后可以不用加工或只做少量磨削加工，模具的使用寿命可以延长40%～400%，工具的使用寿命能提高2～3倍。

（5）真空热处理零件的变形量小。热处理过程中产生工件变形的原因：一是工件在热处理过程中产生相变应力；二是工件在加热和冷却过程中各部分温度变化速度不同而引起热应力。而真空热处理炉内温度均匀，在真空条件下加热，换热方式主要是热辐射，而不是对流加热，因此加热温度均匀，在1200℃下温度差仅为±5℃；真空热处理炉自动化程度高，炉内温度容易控制，炉内温度分布均匀，工件内外温度差较小，因而工件变形量小。

（6）易于实现设备自动化，提高设备自动化程度，保证工件热处理的质量重复性好。由于真空热处理过程所需要的工作参数（如温度、压力、流量、时间、逻辑顺序等）均可由现代传感器接收、传递，可以预编出全部定量的工艺路线、执行程序。当前设计的真空热处理炉，几乎全部采用了计算机程序控制、调节、显示技术，实现了真空热处理设备的操作自动化，执行工艺过程正确无误，设备工作重复性好，人机对话与实时监控的灵活性好，从而保证了热处理产品质量的均匀一致。

真空热处理设备也有不足之处，主要体现在以下几方面。

（1）热处理工件材料容易产生蒸发现象。在真空中加热，有些饱和蒸气压较高的金属元素，如铬、铜、锰、铝、铅、锌等，随着温度和真空度的提高会产生蒸发现象，使得材料表面某些元素缺失，改变了材料的表面性能，表面光洁度也会下降。金属元素蒸发后的再沉积液会污染真空炉。因此，在真空加热过程中，有时需要向真空炉内充入微量保护性气体（如纯净的氮、氩等），以保护气体的压力，控制高蒸气压的金属元素蒸发或升华。

（2）真空热处理炉内会有放电现象发生。在真空炉内，在一定的气压和电压条件下，稀薄气体容易发生电离，产生辉光或弧光放电。如电阻加热的电极处，感应加热感应器的电引入装置构件之间，真空室内设置的电动机接线端子以及真空室的其他引线（如照明接线）等处，都容易发生放电现象。

（3）对真空热处理设备操作者的文化素质要求较高。真空热处理设备涉及机械、电力、物理、金相、化学、计算机等方面的知识，设备控制、显示仪表较多，运行环节复杂，需要操作者对设备、运行过程有较清楚的了解，对设备故障能及时、有效地排除。

（4）真空热处理炉比常压气体保护热处理炉复杂，第一次投资较高。