盐浴金属热处理种类特点及技术发展动向

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      盐浴热处理已有数十年的历史，其本身已不是新鲜事物。当今提倡高效率生产的环境下，容易实现自动化批量生产的真空热处理等增加，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。但是有些领域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术动向。
　　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，本文只对采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。整体可能使用的温度范围是140-1350℃。
　　高温用盐浴主要是高速工具钢、模具钢淬火加热用；中温用盐浴是低温合金工具钢、构造用钢、轴承钢、弹簧钢等淬火加热，高速工具钢预热、中间保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。使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。
　　盐浴加热的方法有直热（电极）式与外热式。高温采用在盐浴中通上直流电加热的电极式。中温以及低温采用外热式。外热式是在钢制的罐中加入盐，之后加热罐体。温度控制稍有些难度，但优点在于除电之外，还可以用汽、油等，使用能源多样化。
　　2、盐浴炉热处理特点
　　盐浴热处理的优点是：
　　1）淬火加热时间短，结晶粒不会粗大化，韧性强，有利于应变。
　　2）炉温分布良好，应变变少。
　　3）高温区域冷却快、低温区域冷却比较缓慢，淬火容易，且应变减小。
　　4）能够对应大范围的热处理条件（间歇淬火、等温淬火、部分热处理、短时间加热、冷却、复杂的温度变化等）。
　　5）氧化脱碳少。
　　6）热处理温度、时间调整能够在短时间内完成，能够对应多品种、小批量。
　　7）设备费用比较便宜。
　　加热时间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高速工具钢淬火时的加热、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℃）只有2min，内外温度差消失。通常，用真空炉等加热要求约20-30min，其差明显增大。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，所以为了得到细微的奥氏体结晶粒度，增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，能够在短时间内均匀加热。