立式真空油淬炉在薄壁件热处理中的应用

　　真空热处理技术具有无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、变形微小、热处理零件综合力学性能优异、使用寿命长、无污染无公害、自动化程度高等一系列突出优点而得到迅速发展[1-2]。真空热处理工艺的研究和应用已遍及退火、油(气)淬、高压气淬、渗碳、渗氮、渗金属、回火、烧结、钎焊、涂敷、清洗等多个领域[3-4]。随着航空产品对热处理质量要求的不断提高， 真空热处理技术在航空工业中也得到了日益广泛的应用。

　　近年来，立式真空油淬炉的使用越来越多，但国内能够生产此设备的厂家仅有两家。与国外设备相比，在满足使用要求的情况下，价格仅有进口设备的1/3～1/4，性价比较高。 立式真空油淬炉主要应用于长轴、长杆类等零件的淬火，与卧式真空油淬炉相比，其变形量大幅度减小，已被航空航天制造企业成功应用于飞机起落架、立轴、导弹外壳等的淬火。由于三室立式真空淬火炉淬火转移时间相对较长，因此国内对于薄壁细长杆件的应用研究不多。

　　我公司生产的零件中，有许多主要受力件属于薄壁长杆类零件，如：壳体、摇臂、肩轴等，有效厚度为3～10mm、长度为700～1600mm，材料为30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A，在现有的卧式真空油淬炉和普通箱式电阻炉中淬火，要么变形大，要么氧化脱碳严重，无法满足技术要求。因此我公司采购了ZCL-408 立式真空油淬炉，将零件垂直吊挂，用于此类零件的淬火。本研究探讨薄壁件在立式真空油淬炉中淬火能否满足热处理技术要求。

　　1 试验设备、材料及方法

　　1.1 试验设备

　　1.1.1 技术参数

　　试验设备为ZCL-408型立式真空油淬炉，其设备技术指标见表1。

　　1.1.2 结构介绍

　　ZCL-408 立式真空油淬炉为立式三室结构，一室是淬火油槽，一室为中间过渡室，最上端一室为加热室。具体由炉体、炉胆、隔热门、升降机、送料罐、油罐、油循环搅拌机构、真空系统、充气系统、水冷系统和液压系统等(见图1)组成[5]。

　　1.2 试验材料

　　试验材料入厂均复验合格，选用常用的低合金结构钢30CrMnSiA和低合金超高强度钢30CrMnSiNi2A，加工成 3、10mm厚度的硬度检测用试片(长20mm，宽20mm)和准5mm短比例拉伸试棒。

　　1.3 试验技术要求及方案

　　1.3.1 工艺试验

　　试片和拉伸试棒均在有效加热区内按上、中、下三层绑扎，每层放置硬度试片3件，拉伸试棒2件。淬火采用立式真空油淬炉进行，工作真空度1～10Pa，淬火油采用B244真空淬火油，油温加热至50℃;回火采用JH-36井式回火炉进行。淬火采用阶梯式升温，先预热然后升温至淬火温度，工艺参数见表2。