盐浴金属热处理种类特点及技术发展动向

盐浴热处理已有数十年的历史，其自身已不是新鲜事物。当今提倡高效率生产的环境下，简单实现自动化批量生产的真空热处理等添加，而在作业环境、废水处理、炉体寿命、生产效率、成本等方面存在难点的盐浴热处理正在逐渐减少。可是有些范畴仍然要依赖于盐浴热处理。下面介绍盐浴热处理的特征及其最近的技能动向。

广义的盐浴热处理中包含有渗碳氮化、软氮化、浸硫处理等表面处理，本文只对选用中性盐的盐浴热处理进行介绍。
1、盐浴炉及其种类
金属热处理用的盐浴一般分为高温用（约1000-1350℃）、中温用（约570-950℃）、低温用（约140-550℃）3种。全体可能运用的温度规模是140-1350℃。
高温用盐浴主要是高速东西钢、模具钢淬火加热用；中温用盐浴是低温合金东西钢、构造用钢、轴承钢、弹簧钢等淬火加热，高速东西钢预热、中心坚持用以及各种高温回火、等温正火等用；低温用盐浴用于间歇淬火、等温淬火、淬火时冷却、低温回火等。运用盐的种类各不相同，高温用基本都用BaCl2，中温用BaCl2、NaCl、CaCl2等氯化物的混合液。与此相对，低温用NaNO3、KNO3、NaNO2等硝酸盐以及亚硝酸盐的混合液。
盐浴加热的办法有直热（电极）式与外热式。高温选用在盐浴中通上直流电加热的电极式。中温以及低温选用外热式。外热式是在钢制的罐中参加盐，之后加热罐体。温度操控稍有些难度，但长处在于除电之外，还能够用汽、油等，运用能源多样化。
2、盐浴炉热处理特色
盐浴热处理的长处是：
1）淬火加热时刻短，结晶粒不会粗大化，耐性强，有利于应变。
2）炉温散布良好，应变变少。
3）高温区域冷却快、低温区域冷却比较缓慢，淬火简单，且应变减小。
4）能够对应大规模的热处理条件（间歇淬火、等温淬火、部分热处理、短时刻加热、冷却、复杂的温度改变等）。
5）氧化脱碳少。
6）热处理温度、时刻调整能够在短时刻内完成，能够对应多种类、小批量。
7）设备费用比较廉价。
加热时刻能够缩短的原因与盐浴热容量以及热传导度密切相关。图1示出?25mm高速东西钢淬火时的加热、冷却曲线。表面与中心部的温度差用预热（900℃）是3min，而用本加热（1180℃）只要2min，内外温度差消失。一般，用真空炉等加热要求约20-30min，其差显着增大。钢的结晶粒度大小依赖于相变点正上方的奥氏体结晶粒度的大小，所以为了得到纤细的奥氏体结晶粒度，添加钢的加热速度与不使其上方升到淬火温度以上非常重要。而盐浴热处理，由于浴液温度的均匀性高，能够在短时刻内均匀加热
图1：盐浴热处理中加热、冷却曲线拜见原创。
真空炉等加热时，由于简单导致处理件产生不均匀加热，所以要添加时刻，或者是进步淬火温度，这就会引起奥氏体结晶粒度的粗大化，导致耐性降低。
由真空炉以及盐浴炉的奥氏体化时刻比较成果可知，在1000℃时真空炉的奥氏体化时刻是盐浴炉的4-5倍，在1200℃时约为9倍。
另外，近来真空炉经过高压气体冷却的前进，有相当多的资料能够淬火。即便这样，气体冷却与油冷、盐浴冷比较热传导差，冷却不如盐浴。
盐浴杰出的优势是在高温区域具有强壮的冷却才能。
高速东西钢是热处理极端敏感的资料，其原因是碳化物分出的温度在1000-600℃。假如碳化物生成，资料的耐性降低，硬度也下降。因而，高速东西钢的热处理关键在于怎么在这个温度规模急速冷却。选用盐浴冷却时，700℃以上的冷却速度大，因而能够防止碳化物的分出。另外，假如在马氏体生成的低温区域快速冷却，应变增大，所以也期望防止。与油淬火比较，盐浴在450℃以下的冷却才能降低，这也是期望的。从这些性质来看，盐浴热处理是最适合高速东西钢淬火的办法。
盐浴淬火时的冷却过程与油淬火的状况不同，没有蒸汽膜阶段和欢腾阶段，只要对流阶段。因而，就没有蒸汽膜阶段冷却的迟滞时刻带和欢腾阶段的急剧冷却现象。作为进步冷却才能的办法，施行盐浴搅拌、添加水等，使其冷却才能上升，无论是淬火性差的钢种仍是淬火性好的钢种，都能够确保大型部件的热处理硬度，所以资料的适用规模扩展。从以上长处来看，选用真空热处理的一部分资料将回归到盐浴热处理。
3、盐浴热处理新技能
一般切削东西的刀刃与刀柄部分硬度不同。有些部件要求具有3段以上的硬度。顶杆、錾子、轧辊等多要求这样的硬度散布。压铸件金属模，要求凸模圆角的里外硬度改变，选用只是单面浸滞盐浴的回火。这种操作无论什么部件都只能选用盐浴热处理。
为了满意客户的需求，开发了2段间歇淬火处理、2段等温淬火等新的热处理办法。在此介绍一例改进等温淬火的实例。众所周知，等温淬火是为了使奥氏体化的钢达不到TTT曲线的顶端而进行冷却，即不使其产生珠光体相变，而使其产生贝氏体相变。假如厚度添加，内部冷却延迟，就不能防止珠光体相变，所以一般只能适用于细的物品、薄的物品。作为扩展这种实用尺寸的技能选用2段等温淬火处理。此实验如图2所示。经过实验可知，400℃等温淬火时，经过之前200℃时30s的浸滞，?50mm的中心部到达400℃的时刻约12s。
图2：经过2段等温淬火处理产品中心部的温度改变状况拜见原创。
近来，除硬度、应变之外，对残留奥氏体的调整等高新技能的要求也增多。为此，以低温盐浴槽以及测定器械等为中心的设备增强，施行精细实验。经过添加设备与精细实验数据，有可能掌握淬火的加热时刻，施行复杂的高精度热处理技能。其成果是选用不同的应对对策，得到理想的硬度散布。
4、结束语
现在，盐浴热处理不仅是产品在添加，并且研讨开发性用途也在添加。期待着东西钢、弹簧钢、轴承钢、高张力钢的新钢种开发及热处理条件的改进。近来航空资料的热处理受到新的瞩目，对热处理的期待添加。这样的盐浴热处理尽管很早就有，但也能够说是新的热处理技能。当然，为了与之对应，只是强化设备、仪表、技能、办理等还不够。盐浴热处理中，盐浴办理、程序安排、预热、淬火、回火后续工序等，哪一个都对产品质量影响很大，对现场技能人员的技能依赖很大。为此，技能传承极端重要，因而要考虑今后的人才培育。