一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体为一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺。

背景技术

膜片是发动机滑油系统重要组成部分，属于弹性敏感元件，如图2所示，当滑油压力低于最低要求值时，膜片受到不同压力作用发出电信号，膜片需要进行固溶处理后获得一定韧性、弹性，且热处理后需要有光亮洁净的表面。

由于膜片的结构特殊，厚度只有0.05mm，在热处理过程中由于材料表面合金元素贫发，高温条件下易造成工件表面发黑并与料框粘连，导致后续分开零件时造成剥离变形失效，严重影响产品的性能，而且膜片在热处理过程中容易变形，造成膜片热处理成品率低，制造成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，有效改善了膜片的表面质量，膜片热处理后表面光亮洁净无粘连，零件变形小、无褶皱，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、工件清洁：超声波除油、冷水洗、热水洗、烘干、碳氢超声波清洗和烘干；

S2、工件装炉：将清洁后的工件装盒，然后放入真空炉内；

S3、抽真空：对真空炉进行抽真空，真空度≤6.7*10

S4、分压热处理：对真空炉进行加热并分压，先升温至650±10℃进行预热处理，然后加热至1060±10℃进行固溶处理；同时在升温阶段进行分压处理，200℃以下真空度≤6.7*10

S5、气淬冷却：向真空炉内充高纯(99.99％)氩气或氮气至炉内相对压强达到0.2MPa，工件冷却至100℃以下出炉空冷。

优选的，在所述步骤S1中，超声波除油温度为50℃、除油15min，冷水洗水温为环境温度、水洗2min，热水洗水温70℃、水洗3min，烘干温度80℃、烘干15min，碳氢超声波清洗15min，最后烘干温度80℃、烘干15min。

优选的，在所述步骤S2中，要求穿戴洁净的白纱手套将工件单层间隔摆放在不锈钢盒内，不锈钢盒上还配合有不锈钢盖，不锈钢盖的尺寸大于不锈钢盒，且不锈钢盒的上部外沿设有连通不锈钢盒内外的缺口。

优选的，在所述步骤S4中，预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由环境温度升温至650±10℃，然后在650±10℃温度条件下保温20min。

优选的，在所述步骤S4中，固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由650±10℃升温至1060±10℃，然后在1060±10℃温度条件保温30-50min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：热处理前采用除油和精洗，确保热处理时工件表面洁净度高，采用分压对工件进行热处理，充分利用低温200℃时金属元素蒸气压低的特点，抽至真空将炉内残余空气抽走，提升表面光亮程度，200-650℃之间充60Pa，650℃以上充100Pa，控制蒸气压，防止金属元素(Cr、Ni)蒸发产生的粘连，有效地解决了零件高温粘连的技术难点；零件在预热和固溶处理时，控制升温速率，防止过程冲温，满足加热所需最优炉温均匀性，650±10℃保温20min，消除加工应力，减少薄片零件变形，1060±10℃保温30-50min，加热至高温单相区充分完成组织奥氏体转化，获得预期的奥氏体组织，提高零件的耐蚀性；通过实施真空分段分压热处理工艺，有效改善了膜片的表面质量，膜片热处理后表面光亮洁净无粘连，零件变形小、无褶皱。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明待处理工件结构示意图；

图3为本发明步骤S2中工件与不锈钢盒结构示意图；

图4为本发明步骤S4中分段真空度与温度的关系示意图；

图5为本发明步骤S4和步骤S5炉内温度随时间的变化关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，包括以下步骤：

S1、工件清洁：超声波除油、冷水洗、热水洗、烘干、碳氢超声波清洗和烘干；超声波除油温度为50℃、除油15min，冷水洗水温为环境温度、水洗2min，热水洗水温70℃、水洗3min，烘干温度80℃、烘干15min，碳氢超声波清洗15min，最后烘干温度80℃、烘干15min，采用除油和精洗，确保热处理时工件表面洁净度高；

S2、工件装炉：将清洁后的工件装盒，然后放入真空炉内；要求穿戴洁净的白纱手套将工件单层间隔摆放在不锈钢盒内，避免手持工件污染工件表面，不锈钢盒上还配合有不锈钢盖，不锈钢盖的尺寸大于不锈钢盒，且不锈钢盒的上部外沿设有连通不锈钢盒内外的缺口，气氛能够通过缺口进入不锈钢盒内，采用不锈钢盒盛放工件，再加上不锈钢盖，避免被后续的高压气淬所吹飞；

S3、抽真空：对真空炉进行抽真空，真空度≤6.7*10

S4、分压热处理：对真空炉进行加热并分压，先升温至650±10℃进行预热处理，预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由环境温度升温至650±10℃，在650±10℃温度条件下保温20min，然后加热至1060±10℃进行固溶处理，固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由650±10℃升温至1060±10℃，在1060±10℃温度条件保温30-50min；同时在升温阶段进行分压处理，200℃以下真空度≤6.7*10

实施真空分段分压热处理，充分利用低温200℃时蒸气压低的特点，抽至高真空将炉内残余空气抽走，提升表面光亮程度，200-650℃之间充60Pa，650℃以上充100Pa，控制蒸气压防止金属元素蒸发产生的粘连；

预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度升温至650±10℃，然后保温20min，控制升温速率目的是防止过程冲温，满足加热所需最优炉温均匀性，保温20min能够消除工件加工应力，减少薄片零件变形；

固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由650±10℃升温至1060±10℃，然后保温30-50min，控制升温速率目的是防止过程冲温，满足加热所需最优炉温均匀性，保温30-50min能够使工件加热至高温单相区充分完成组织奥氏体转化，获得预期的奥氏体组织，提高零件的耐蚀性；

S5、气淬冷却：向真空炉内充高纯(99.99％)氩气或氮气至炉内相对压强达到0.2MPa，工件冷却至100℃以下出炉空冷，能够使工件在真空环境下快速冷却，形成过饱和固溶体，稳定组织及尺寸；选择高纯氩气的目的是提高冷却介质的纯净度，减少介质的污染，提升零件表面质量；炉内相对压强达到0.2MPa为了获得预期快速冷却的速率，减少零件冷却过程的骤冷带来的变形；

实施例1：

一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，包括以下步骤：

S1、工件清洁：超声波除油、冷水洗、热水洗、烘干、碳氢超声波清洗和烘干；超声波除油温度为50℃、除油15min，冷水洗水温为环境温度、水洗2min，热水洗水温70℃、水洗3min，烘干温度80℃、烘干15min，碳氢超声波清洗15min，最后烘干温度80℃、烘干15min；

S2、工件装炉：将清洁后的工件装盒，然后放入真空炉内；要求穿戴洁净的白纱手套将工件单层间隔摆放在不锈钢盒内，不锈钢盒上还配合有不锈钢盖，不锈钢盖的尺寸大于不锈钢盒，且不锈钢盒的上部外沿设有连通不锈钢盒内外的缺口；

S3、抽真空：对真空炉进行抽真空，真空度6*10

S4、分压热处理：对真空炉进行加热并分压，先升温至640℃进行预热处理，预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由环境温度升温至640℃，在640℃温度条件下保温20min，然后加热至1050℃进行固溶处理，固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由640℃升温至1050℃，然后在1050℃温度条件保温30min；同时在升温阶段进行分压处理，200℃以下真空度6*10

S5、气淬冷却：向真空炉内充高纯(99.99％)氩气或氮气至炉内相对压强达到0.2MPa，工件冷却至100℃以下出炉空冷。

实施例2：

一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，包括以下步骤：

S1、工件清洁：超声波除油、冷水洗、热水洗、烘干、碳氢超声波清洗和烘干；超声波除油温度为50℃、除油15min，冷水洗水温为环境温度、水洗2min，热水洗水温70℃、水洗3min，烘干温度80℃、烘干15min，碳氢超声波清洗15min，最后烘干温度80℃、烘干15min；

S2、工件装炉：将清洁后的工件装盒，然后放入真空炉内；要求穿戴洁净的白纱手套将工件单层间隔摆放在不锈钢盒内，不锈钢盒上还配合有不锈钢盖，不锈钢盖的尺寸大于不锈钢盒，且不锈钢盒的上部外沿设有连通不锈钢盒内外的缺口；

S3、抽真空：对真空炉进行抽真空，真空度6.5*10

S4、分压热处理：对真空炉进行加热并分压，先升温至650℃进行预热处理，预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由环境温度升温至650℃，然后在650℃温度条件下保温20min，然后加热至1060℃进行固溶处理，固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由650℃升温至1060℃，然后在1060℃温度条件保温40min；同时在升温阶段进行分压处理，200℃以下真空度5.5*10

S5、气淬冷却：向真空炉内充高纯(99.99％)氩气或氮气至炉内相对压强达到0.2MPa，工件冷却至100℃以下出炉空冷。

实施例3：

一种超薄膜片防粘连真空固溶热处理工艺，包括以下步骤：

S1、工件清洁：超声波除油、冷水洗、热水洗、烘干、碳氢超声波清洗和烘干；超声波除油温度为50℃、除油15min，冷水洗水温为环境温度、水洗2min，热水洗水温70℃、水洗3min，烘干温度80℃、烘干15min，碳氢超声波清洗15min，最后烘干温度80℃、烘干15min；

S2、工件装炉：将清洁后的工件装盒，然后放入真空炉内；要求穿戴洁净的白纱手套将工件单层间隔摆放在不锈钢盒内，不锈钢盒上还配合有不锈钢盖，不锈钢盖的尺寸大于不锈钢盒，且不锈钢盒的上部外沿设有连通不锈钢盒内外的缺口；

S3、抽真空：对真空炉进行抽真空，真空度6*10

S4、分压热处理：对真空炉进行加热并分压，先升温至640℃进行预热处理，预热处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由环境温度升温至660℃，然后在660℃温度条件下保温20min，然后加热至1070℃进行固溶处理，固溶处理时按照升温速率6℃/min，炉内温度由660℃升温至1070℃，然后在1070℃温度条件保温50min；同时在升温阶段进行分压处理，200℃以下真空度6*10

S5、气淬冷却：向真空炉内充高纯(99.99％)氩气或氮气至炉内相对压强达到0.2MPa，工件冷却至100℃以下出炉空冷。

本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将上述实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求内容。