联系电话
13631572573
热处理车间里，退火是出场频率很高的一道工序。铸件要消除铸造应力，锻件要细化晶粒，焊接件要释放焊后应力，机加工件要软化刀具切削——这些活都要靠退火炉来完成。真空退火炉比普通箱式炉多了真空和保护气氛这一层，工件表面不氧化、不脱碳，出来就能直接进下一道工序，不用再喷砂酸洗。但退火不是一种工艺，而是一大家族，不同退火方式针对的材料和目的差别很大，用错了工艺曲线，炉子烧得再到位也出不来好件。
一、常见的几种退火工艺分别做什么
亚共析钢的铸件、锻件和热轧型材，通常走再结晶退火路线。把工件加热到Ac3以上三十到五十度，保温一段时间让组织充分奥氏体化，再随炉缓慢冷却，珠光体和铁素体均匀析出，晶粒细化，硬度降下来，切削加工性改善。这种工艺对冷却速度敏感，冷太快就变成正火甚至淬火，所以炉冷段要设计好，真空炉在这里的优势就是可以靠真空和炉衬保温实现缓慢降温，不用再埋砂。
共析钢和过共析钢走的是另一条路，叫球化退火。这类钢碳含量高，如果直接退火，渗碳体会呈网状或片状分布在晶界上，工件又硬又脆，切削打刀、淬火开裂都跟着来。球化退火的思路是把片状渗碳体变成球状颗粒，让硬度降下来。做法是加热到Ac1以上二十到三十度保温，再缓慢冷却或者在Ar1附近等温，让渗碳体球化聚集。真空炉做球化退火的好处是工件表面干净，球化组织均匀，后续淬火变形也小。
还有一类用得特别多，就是去应力退火。铸件、锻件、焊接件、机加工件里头都有残余应力，不消除就放着，加工完了尺寸会慢慢飘，严重的还会开裂。去应力退火不改变组织，只是把工件加热到Ac1以下，一般五百到六百五十度，保温几个小时让应力松弛掉，再缓冷下来。这种工艺温度不高，但对温度均匀性要求高，炉子上下左右温差大了，应力释放不均匀，出来的件反而变形。
二、真空退火炉的炉体结构长什么样
真空退火炉的炉体一般做成方形或圆柱形，外壁是钢板焊接的真空腔体，内壁衬保温层。中低温炉常用硅酸铝纤维或者氧化铝纤维全纤维炉衬，热惯性小，升降温快。高温段的炉子要加石墨毡或者钼箔反射屏，把高温反射回去，减少外壁热损失。炉门靠法兰和氟橡胶圈密封，抽真空后炉门被大气压压紧，密封可靠。
加热元件根据温度等级选。一千度以下的退火用铁铬铝电阻带就行；一千二百度左右用硅钼棒或者铬酸镧；再高就要用石墨布或者钼丝。真空状态下金属发热体容易挥发，所以高温段一般配石墨发热体，稳定性好。炉膛里面放料架或者料盘，工件摆上去，热电偶从炉侧或者炉顶插进来，测点尽量靠近工件，别贴在发热体上，不然测到的是发热体温度不是工件温度。
真空系统是真空退火炉和普通箱式炉拉开差距的地方。炉体配旋片泵加罗茨泵抽低真空，高温段再扩散泵或者分子泵补高真空。工件进炉后先抽低真空到一定压力，再充氩气或者氮气回充到微正压，既防氧化又不把热量抽走。带气冷功能的炉子还配高速风机和换热器，工艺结束后充入氮气强冷，把工件快速降到出料温度，整炉周期能缩短不少。
三、保护气氛怎么选才合适
真空退火并不一定真的在真空状态下保温。很多材料在真空中高温会挥发，比如含铬、锰的不锈钢，长时间真空保温合金元素跑掉，工件表面贫铬，耐蚀性就差了。这类材料退火时要充氩气回充，压力维持在几千帕到几万帕，把挥发抑制住。充入的氩气要够纯，含水量和含氧量都要低，不然充进去等于没充，工件表面照样氧化变色。
低碳钢和铜合金的退火气氛要求就宽松一些，氮气或者分解氨都能用。氮气便宜，惰性好，中低温下够用；分解氨有还原性，适合退火时顺便还原表面氧化膜。氢气炉则针对不锈钢和硅钢片的光亮退火，氢气还原能力强，出来的工件表面银亮。但氢气易燃易爆，管路、炉体、排氢都要按防爆规范做，不是随便哪台炉子都能改氢气炉。
气氛选择还要结合工件形状。薄壁件、叠层件、有盲孔的工件，气氛在工件内部流通差，光靠抽真空抽不干净，容易在角落留下氧化。这种工艺要反复抽真空回充两三次，把残留空气置换干净，再充保护气氛保温。批量大的炉子一般会设计气氛循环风扇，让炉内气氛流动起来，温度和气氛都更均匀。
四、选型时容易忽略的几个点
很多客户上来就问"你们最高能到多少度"，其实退火炉选型温度只是一个维度。有效加热区尺寸更关键，炉子买回来工件放不进去或者摆太满，温度均匀性就保证不了。装料量一般控制在有效加热区的三分之二以内，留点气流通道。其次是温度均匀性要求，去应力退火要求不高，球化退火和精密工件退火要求正负五度以内，这个指标要让厂家出实际测温报告，不能只看样本。
冷却速度也得问清楚。有的客户工艺需要退火后快冷，有的要求慢冷，炉子配的换热器和风机功率差很多。另外真空泵和阀门的维护空间要留够，石墨发热体和保温毡是消耗件，三五年就要换，炉子后面和侧面要留出维修通道。这些细节在签合同前跟厂家确认清楚，比买回来再返工省事。
退火工艺看着不起眼，却是热处理里最吃经验的一块。同一种钢材，退火温度差几十度、冷却速度差一点，后续加工和性能就差一截。真空退火炉把氧化脱碳这一层麻烦解决掉了，但工艺曲线还是要靠人来调。东莞市志远工业设备有限公司做真空退火炉和真空箱式气氛炉这些年，客户拿钢材牌号和工件过来，技术可以帮忙先做小样试验，把温度、气氛、冷却这几条曲线摸顺了再定型生产，少走弯路。