廣義的鹽浴熱處理中包含有滲碳氮化、軟氮化、浸硫處理等表面處理，本文只對采用中性鹽的鹽浴熱處理進行介紹。

　　1、鹽浴爐及其種類

　　金屬熱處理用的鹽浴一般分為高溫用(約1000-1350℃)、中溫用(約570-950℃)、低溫用(約140-550℃)3種。整體可能使用的溫度范圍是140-1350℃。

　　高溫用鹽浴主要是高速工具鋼、模具鋼淬火加熱用;中溫用鹽浴是低溫合金工具鋼、構造用鋼、軸承鋼、彈簧鋼等淬火加熱，高速工具鋼預熱、中間保持用以及各種高溫回火、等溫正火等用;低溫用鹽浴用于間歇淬火、等溫淬火、淬火時冷卻、低溫回火等。使用鹽的種類各不相同，高溫用基本都用BaCl2，中溫用BaCl2、NaCl、CaCl2等氯化物的混合液。與此相對，低溫用NaNO3、KNO3、NaNO2等硝酸鹽以及亞硝酸鹽的混合液。

　　鹽浴加熱的方法有直熱(電極)式與外熱式。高溫采用在鹽浴中通上直流電加熱的電極式。中溫以及低溫采用外熱式。外熱式是在鋼制的罐中加入鹽，之后加熱罐體。溫度控制稍有些難度，但優點在于除電之外，還可以用汽、油等，使用能源多樣化。

　　2、鹽浴爐熱處理特點

　　鹽浴熱處理的優點是：

　　1)淬火加熱時間短，結晶粒不會粗大化，韌性強，有利于應變。

　　2)爐溫分布良好，應變變少。

　　3)高溫區域冷卻快、低溫區域冷卻比較緩慢，淬火容易，且應變減小。

　　4)能夠對應大范圍的熱處理條件(間歇淬火、等溫淬火、部分熱處理、短時間加熱、冷卻、復雜的溫度變化等)。

　　5)氧化脫碳少。

　　6)熱處理溫度、時間調整能夠在短時間內完成，能夠對應多品種、小批量。

　　7)設備費用比較便宜。

　　加熱時間能夠縮短的原因與鹽浴熱容量以及熱傳導度密切相關。圖1示出?25mm高速工具鋼淬火時的加熱、冷卻曲線。表面與中心部的溫度差用預熱(900℃)是3min，而用本加熱(1180℃)只有2min，內外溫度差消失。通常，用真空爐等加熱要求約20-30min，其差明顯增大。鋼的結晶粒度大小依賴于相變點正上方的奧氏體結晶粒度的大小，所以為了得到細微的奧氏體結晶粒度，增加鋼的加熱速度與不使其上方升到淬火溫度以上非常重要。而鹽浴熱處理，由于浴液溫度的均勻性高，能夠在短時間內均勻加熱

　　圖1：鹽浴熱處理中加熱、冷卻曲線參見原創。

　　真空爐等加熱時，由于容易導致處理件產生不均勻加熱，所以要增加時間，或者是提高淬火溫度，這就會引起奧氏體結晶粒度的粗大化，導致韌性降低。

　　由真空爐以及鹽浴爐的奧氏體化時間比較結果可知，在1000℃時真空爐的奧氏體化時間是鹽浴爐的4-5倍，在1200℃時約為9倍。

　　另外，近來真空爐通過高壓氣體冷卻的進步，有相當多的材料可以淬火。即使這樣，氣體冷卻與油冷、鹽浴冷相比熱傳導差，冷卻不如鹽浴。

　　鹽浴突出的優勢是在高溫區域具有強大的冷卻能力。

　　高速工具鋼是熱處理極其敏感的材料，其原因是碳化物析出的溫度在1000-600℃。如果碳化物生成，材料的韌性降低，硬度也下降。因此，高速工具鋼的熱處理關鍵在于如何在這個溫度范圍急速冷卻。采用鹽浴冷卻時，700℃以上的冷卻速度大，因此可以避免碳化物的析出。另外，如果在馬氏體生成的低溫區域快速冷卻，應變增大，所以也希望避免。與油淬火相比，鹽浴在450℃以下的冷卻能力降低，這也是希望的。從這些性質來看，鹽浴熱處理是最適合高速工具鋼淬火的方法。

　　鹽浴淬火時的冷卻過程與油淬火的情況不同，沒有蒸汽膜階段和沸騰階段，只有對流階段。因此，就沒有蒸汽膜階段冷卻的遲滯時間帶和沸騰階段的急劇冷卻現象。作為提高冷卻能力的方法，實施鹽浴攪拌、添加水等，使其冷卻能力上升，無論是淬火性差的鋼種還是淬火性好的鋼種，都能夠確保大型部件的熱處理硬度，所以材料的適用范圍擴大。從以上優點來看，采用真空熱處理的一部分材料將回歸到鹽浴熱處理。

　　3、鹽浴熱處理新技術

　　通常切削工具的刀刃與刀柄部分硬度不同。有些部件要求具有3段以上的硬度。頂桿、鏨子、軋輥等多要求這樣的硬度分布。壓鑄件金屬模，要求凸模圓角的里外硬度變化，采用只是單面浸滯鹽浴的回火。這種操作無論什么部件都只能采用鹽浴熱處理。

　　為了滿足客戶的需求，開發了2段間歇淬火處理、2段等溫淬火等新的熱處理方法。在此介紹一例改善等溫淬火的實例。眾所周知，等溫淬火是為了使奧氏體化的鋼達不到TTT曲線的頂端而進行冷卻，即不使其發生珠光體相變，而使其發生貝氏體相變。如果厚度增加，內部冷卻延遲，就不能防止珠光體相變，所以一般只能適用于細的物品、薄的物品。作為擴大這種實用尺寸的技術采用2段等溫淬火處理。此試驗如圖2所示。通過試驗可知，400℃等溫淬火時，通過之前200℃時30s的浸滯，?50mm的中心部達到400℃的時間約12s。

　　圖2：通過2段等溫淬火處理產品中心部的溫度變化情況參見原創。

　　近來，除硬度、應變之外，對殘留奧氏體的調整等高新技術的要求也增多。為此，以低溫鹽浴槽以及測定器械等為中心的設備增強，實施精密試驗。通過增加設備與精密試驗數據，有可能把握淬火的加熱時間，實施復雜的高精度熱處理技術。其結果是采用不同的應對對策，得到理想的硬度分布。

　　4、結束語

　　現在，鹽浴熱處理不僅是產品在增加，而且研究開發性用途也在增加。期待著工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼、高張力鋼的新鋼種開發及熱處理條件的改善。近來航空材料的熱處理受到新的矚目，對熱處理的期待增加。這樣的鹽浴熱處理雖然很早就有，但也可以說是新的熱處理技術。當然，為了與之對應，只是強化設備、儀表、技術、管理等還不夠。鹽浴熱處理中，鹽浴管理、程序安排、預熱、淬火、回火后續工序等，哪一個都對產品質量影響很大，對現場技術人員的技能依賴很大。為此，技術傳承極其重要，因此要考慮今后的人才培育。

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