CN117355619A - 用于在贝氏体生产中进行真空和油等温淬火的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于获得贝氏体的方法和设备。所述方法包括：在真空炉的真空室中加热金属部件以升高所述金属部件的内部温度；将所述金属部件从所述真空室转移至所述真空炉的淬火室；在所述淬火室的淬火储存器内的维持在贝氏体形成温度范围的油中对所述金属部件进行淬火；以及在预定时间段之后从所述淬火室移除所述金属部件。

Description

用于在贝氏体生产中进行真空和油等温淬火的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月5日提交的美国临时申请号63/146,324的优先权，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于碳合金钢的热处理工艺，并且更具体地涉及了涉及对碳合金钢进行等温淬火以产生贝氏体的热处理工艺。

背景技术

等温淬火是一种被设计成产生贝氏体微观结构的受阻淬火工艺，该贝氏体微观结构具有高硬度与韧性相结合的性能，从而导致对脆性疲劳的抗性。等温淬火涉及在低于珠光体形成温度且高于马氏体形成温度的温度下的等温转变。该工艺生产的材料在高硬度下具有更高的延展性、在给定硬度下具有增加的强度和延展性、具有增加的韧性、更长的疲劳寿命以及更少的变形和裂纹。用于等温淬火的已知方法利用具有气体淬火的干式等温淬火和具有盐浴的湿式等温淬火来产生贝氏体。然而，盐浴的使用会对部件的功能性能产生负面影响，因为与盐发生的化学反应会导致微观结构的表面异常，而且盐浴等温淬火的副产物对环境有害。干式等温淬火在冷却方面存在局限性，该局限性会对具有不同横截面厚度的部件产生负面影响，并且对总横截面厚度也有限制。因此，在该技术领域中需要进一步的贡献。

发明内容

根据本公开，公开了用于获得贝氏体的方法和设备。该方法包括：在真空炉的真空室中加热金属部件以将金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；将金属部件从真空室转移至真空炉的淬火室；在淬火室的淬火储存器内的维持在贝氏体形成温度范围的油中对金属部件进行淬火；以及在预定时间段之后从淬火室移除金属部件。

在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有至少约200℃的下限阈值。在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有等于或小于约230℃的上限阈值。在一些实例中，金属部件为含有至少0.4％碳的钢合金，并且金属部件的奥氏体化温度在815℃与880℃之间。在一些实例中，该方法还包括在金属部件为含有0.3％或更少碳的钢合金时，在加热金属部件期间将碳引入到真空室中以由金属部件产生表面硬化贝氏体。在实例的一个方面中，金属部件的奥氏体化温度在815℃与950℃之间。在一些实例中，该时间段在20秒与4小时之间。

在一些实例中，该方法包括在将金属部件从真空室转移到淬火室之前、期间和之后将淬火室维持在真空环境下一段时间。在一些实例中，该方法包括在将金属部件从真空室转移至淬火室之前、期间和之后，维持惰性气体向淬火室中的流入一段时间。在一些实例中，该方法还包括在打开炉以从淬火室移除金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向淬火室中的流入一段时间。在实例的一个方面中，惰性气体被构造成完全覆盖淬火储存器内的油的表面，以减少油的氧化或降解。

在一些实例中，该方法还包括在从淬火室移除金属部件之后洗涤金属部件。在一些实例中，该油的闪点大于230℃。

用于获得贝氏体的设备是真空炉。该真空炉包括：真空室，该真空室被构造成加热金属部件以将金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度或低于奥氏体化温度；以及淬火室，该淬火室包括淬火储存器，该淬火储存器被构造成储存维持在贝氏体形成温度范围以用于在金属部件从真空室转移至淬火室之后对金属部件进行淬火直至金属部件的贝氏体转变完成的油。

在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有至少约200℃的下限阈值。在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有等于或小于约230℃的上限阈值。在一些实例中，金属部件为含有至少0.4％碳的钢合金，并且金属部件的奥氏体化温度在815℃与880℃之间。在一些实例中，金属部件为含有0.3％或更少碳的钢合金，并且真空室在加热金属部件以由金属部件产生表面硬化贝氏体期间还包括含碳材料。在实例的一个方面中，金属部件的奥氏体化温度在815℃与950℃之间。

在一些实例中，真空炉包括升降机，该升降机被构造成将金属部件从淬火室运送至淬火储存器。在一些实例中，在将金属部件从真空室转移到淬火室之前、期间和之后，将淬火室内的环境维持在真空下一段时间。

在一些实例中，淬火室还包括气体喷射器。气体喷射器被构造成在金属部件从真空室转移到淬火室之前、期间和之后的一段时间内，和/或在打开炉以从淬火室移除金属部件之前、期间和之后的一段时间内，维持惰性气体向淬火室中的流入。在实例的一个方面中，惰性气体被构造成完全覆盖淬火储存器内的油的表面，以减少油的氧化或降解。在一些实例中，该油的闪点大于230℃。

还公开了通过如本文所公开的等温淬火工艺形成的贝氏体部件。等温淬火工艺包括：在真空炉的真空室中加热金属部件以将金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；将金属部件从真空室转移至真空炉的淬火室；在淬火室的淬火储存器内的维持在贝氏体形成温度范围的油中对金属部件进行淬火；以及在预定时间段之后从淬火室移除贝氏体部件。贝氏体部件的硬度在50HRC与60HRC之间，没有可见的残余奥氏体，并且贝氏体部件的表面没有由于氧化而形成的肉眼可见的缺陷。在一些实例中，贝氏体部件的表面没有由于氧化而形成的在10倍放大率下可见的缺陷。

在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有至少约200℃的下限阈值。在一些实例中，贝氏体形成温度范围具有等于或小于约230℃的上限阈值。在一些实例中，金属部件为含有至少0.4％碳的钢合金，并且金属部件的奥氏体化温度在815℃与880℃之间。在一些实例中，该工艺包括在加热金属部件期间将碳引入到真空室中以产生表面硬化贝氏体部件，其中金属部件为含有0.3％或更少碳的钢合金。金属部件的奥氏体化温度可在815℃与950℃之间。

在一些实例中，该工艺包括在打开炉以从淬火室移除金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向淬火室中的流入一段时间。在一些实例中，惰性气体被构造成完全覆盖淬火储存器内的油的表面，以减少该油的氧化或降解。在一些实例中，该油的闪点大于230℃。

在考虑例示执行本公开的目前认为的最佳模式的例示性实施方案的下列详细描述时，本公开的附加特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

附图的详细描述特别涉及附图，在附图中：

图1是如本领域已知的获得贝氏体的方法的流程图；

图2是根据本文公开的实施方案的获得贝氏体的方法的流程图；

图3是根据本文公开的实施方案的获得贝氏体的方法的流程图；

图4是根据本文公开的实施方案的获得贝氏体的方法的流程图；

图5是根据本文公开的实施方案的获得贝氏体的方法的流程图；

图6例示出了根据本文公开的实施方案的具有油淬火的真空炉的实例；

图7是将根据本文公开的实施方案的材料的淬火温度和时间与使用本领域已知的方法获得的材料的淬火温度和时间进行比较的曲线图；

图8是使用根据本文公开的实施方案的方法将淬火油温度与材料的芯部和表面温度进行比较的曲线图；并且

图9是如在500倍放大率下观察的根据本文公开的实施方案的在等温淬火之后在金属部件的芯部中观察到的贝氏体微观结构的照片。

具体实施方式

本文所述的本公开的实施方案并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。相反，被选择用于描述的实施方案已被选择以使本领域技术人员能够实践本公开。

关于不精确的术语，术语“约”和“大约”可互换地使用，以指代包括所陈述测量值并且还包括合理地接近所陈述测量值的任何测量值的测量值。如相关领域普通技术人员所理解和容易确定的，合理地接近所陈述测量值的测量值偏离所陈述测量值合理小的量。例如，此类偏差可能归因于测量误差或为优化性能而进行的微小调整。

图1示出了常用于获得贝氏体的气氛至盐(atmosphere-to-salt)等温淬火方法100。在此种方法100中，在步骤102中，将要经历贝氏体转变的金属部件在吸热大气加热室中加热以将其温度升高至奥氏体化相。该步骤涉及在加热室中将金属部件加热至介于815℃与870℃之间的温度范围，其中在热处理中使用保护气氛(例如吸热)以保护金属部件在奥氏体化期间使用的升高的温度下免于结垢。该气氛含有惰性气体或保护气体。保护气体通常是一氧化碳(CO)、氢气(H₂)、氮气(N₂)、二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和痕量水蒸气的混合物。对于气氛发生器，将空气和碳氢化合物混合并且与催化剂一起引入，使得一旦达到操作温度，气体就会与空气反应以形成期望的气氛成分。

在步骤104中在被维持在从200℃至260℃的温度范围下的熔融盐浴中进行金属部件的淬火。在吸热气氛中加热部件会导致脱碳和晶间氧化(IGO)，在这种情况下，应在奥氏体化期间进行碳校正。在保护气氛(吸热)下在炉中进行奥氏体化允许使用传统技术控制零件中的碳含量。然而，盐淬火系统具有许多缺点——例如，如果不遵循一般清洁准则，则烟灰、来自零件的金属碎片或其他异物可能会进入浴中并随着时间的推移而积累。细污染物由于浴搅拌而仍处于悬浮状态，并且当污染物超过0.5％时，淬火严重程度会降低。

此外，在步骤106中在金属部件从熔融盐浴中被取出时对该金属部件进行洗涤以溶解金属部件表面的盐之后，需要在步骤108中从金属部件的表面移除表面缺陷或微观结构异常。该缺陷是在金属部件的表面上由于金属部件在处于吸热气氛和盐浴内时所经历的由高温下氧气的存在所致的氧化和其他化学反应而形成。通常，在成品贝氏体部件可被进一步加工之前，使用高压蒸汽、水射流或水喷雾来洗掉任何残留的盐，并进行机械加工、喷砂或喷丸以移除表面缺陷。此外，当未移除表面缺陷时，盐浴淬火也会导致金属部件的疲劳减少。

盐浴工艺的其他缺点包括难以储存和处理所使用的盐。用于熔融盐浴的淬火盐由于其氧化性质而被归类为有害材料，并且在处理此类材料时必须采取预防措施。

如本文所公开的那样执行真空和油等温淬火的真空炉克服了吸热加热和盐浴淬火工艺的前面提到的缺点。具体地讲，图2的用于真空和油等温淬火系统以形成贝氏体部件的等温淬火方法或工艺200消除了对熔融盐浴淬火金属部件的需要，并且消除了吸热室的使用。在步骤202中，在真空炉的高温真空室内对金属部件进行加热，其中移除气氛以促进形成例如具有小于500微米的气氛的真空环境。将金属部件加热直至内部温度达到奥氏体化相温度，该奥氏体化相温度在815℃与880℃之间。在步骤204中，将金属部件从高热真空室转移至淬火储存器，在该淬火储存器中在维持在贝氏体形成温度范围的油中对金属部件进行淬火，直至金属部件的贝氏体转变完成。然后，在步骤206中将贝氏体部件从炉中取出之后对该贝氏体部件进行洗涤。可在室温下进行洗涤。

在图3所示的等温淬火方法或工艺300中，在步骤204与206之间包括维持惰性气体向炉中的流入的附加步骤302。在打开炉以从淬火室中移除金属部件(此时为贝氏体部件)之前、期间和之后，将惰性气体的流入维持一段时间。在一些实例中，此步骤可在步骤202与204之间进行，在这种情况下，在将金属部件从高热真空室转移到淬火室之前、期间和之后，惰性气体的流入维持一段时间。注入到炉中，或更具体地注入到如本文进一步解释的炉中的淬火室中的气体的量必须足以完全覆盖淬火储存器内的油的表面，以减少油的氧化或降解。在不存在保护油的惰性气体的情况下，油的任何一直未被覆盖的部分都有氧化或降解的风险。

图4示出了等温淬火方法或工艺400，其包括在真空炉的高热真空室中加热金属部件以将其温度升高至奥氏体化相的步骤402，该奥氏体化相在815℃与950℃之间。然后，在步骤404中，在步骤202与204之间的加热期间将碳引入到真空室中。步骤404被称为渗碳功能，因为金属部件在含碳材料(例如含碳气体或任何其他合适的材料)的存在下被加热时吸收碳，以便使金属部件更硬。图5示出了等温淬火方法或工艺500，其除了步骤404之外还包括步骤302。应当理解，工艺400和500产生的表面硬化贝氏体部件具有比使用工艺200和300(其产生自始至终具有增加的硬度的完全硬化(through-hardened)贝氏体部件)产生的芯软的芯。

等温淬火工艺400和500适用于具有较低碳含量(例如0.3％或更少的碳的重量百分比(wt.％))的金属部件。在下文中，组分以重量百分比描述。相比之下，工艺200和300适用于具有较高碳含量(例如至少0.4％碳)的金属部件。作为非限制性说明性实例，高碳金属可以是SAE-AISI 52100铬钢合金，该合金通常含有1.4％至1.6％铬、0.93％至1.1％碳、0.25％至0.45％锰、0.15％至0.35％硅，其余为铁，在某些情况下具有痕量的磷和/或硫。

作为另一非限制性说明性实例，低碳金属可以是SAE-AISI 8620镍-铬-钼钢合金，该合金通常含有0.7％至0.9％锰、0.4％至0.7％镍、0.4％至0.6％铬、0.15％至0.35％硅、0.18％至0.23％碳、0.15％至0.25％钼，其余为铁，在某些情况下具有痕量的磷和/或硫。如本领域已知的，可适当地实现用于每种情况的金属的其他实例。应当理解，金属部件可以呈任何形状和构型。金属部件可具有尺寸和/或形状沿着金属部件的长度而变化的横截面。

图6例示出了在前面提到的等温淬火工艺200、300、400和500中使用的真空炉600的实例。真空炉600由两个独立的室：高热真空室602和淬火室604组成。淬火室内部是淬火储存器606。真空炉600是在没有气氛的情况下对金属部件进行初始加热的炉。高热室602内的真空被维持在例如小于500微米的气氛的环境中，并且淬火室604是在热处理工艺与油淬火工艺之间暂时储存金属部件的地方。还可根据需要控制真空炉的参数(诸如内部温度和条件)，以在金属部件(其在这种情况下为贝氏体)中实现期望的微观结构，并且通过冶金分析确认该微观结构。

油淬火工艺在储存保持在贝氏体形成温度的油的淬火储存器606中进行。在一些实例中，维持油的贝氏体形成温度可为至少约200℃。在一些实例中，贝氏体形成温度可等于或小于约230℃。在一些实例中，温度范围的下限阈值可小于约200℃并且大于形成马氏体的温度范围。在一些实例中，温度范围的上限阈值可大于约230℃并且小于形成铁素体或珠光体的温度范围。在一些实例中，上限阈值可大于约250℃、大于约270℃、大于约300℃或大于约320℃。如图7A所示，铁素体可在大于约470℃的温度下形成。例如，珠光体可在大于约723℃的温度下形成。油的温度可经由热电偶和/或加热控制器来控制。因此，用于淬火的油的类型的闪点必须高于油在处于淬火储存器内时被维持的温度。在一些实例中，油的闪点大于约230℃。在一些实例中，取决于所使用的油的类型，油的闪点可大于约250℃、大于270℃、大于300℃或大于320℃。可使用具有这种性能的任何合适类型的油，例如植物油、石蜡基油、鳄梨油等。

金属部件在被加热之后，然后被转移到淬火室并且被降低到淬火储存器606。在一个实例中，在转移金属部件之前、期间和之后，淬火室604被维持在小于500微米的气氛的环境下。在另一实例中，在转移金属部件之前、期间和之后，存在惰性气体在高热真空室602和淬火室604中的流入。

在一些实施方案中，淬火室可具有在淬火室604与淬火储存器606之间来回移动的升降机608，使得来自真空室602的经热处理的金属部件从淬火室604被运送或转移至淬火储存器606的高温油。在淬火工艺完成之后，升降机608将金属部件带回淬火室604以被取出并被洗涤。

在一些实施方案中，淬火室604具有气体喷射器610，该气体喷射器喷射惰性气体(包括但不限于例如氩气)以覆盖淬火储存器606中的油的表面，以便有助于保护油在多次淬火循环之后免于氧化和/或降解。在一些实例中，维持油的温度可为约200℃至约210℃、约210℃至约220℃、约220℃至约230℃，或它们之间的任何其他合适的温度范围。

在一些实施方案中，淬火室604还包括淬火风扇612，该淬火风扇使淬火室604内的气体循环。在一些实施方案中，淬火储存器606具有与其联接的循环器或搅拌器614，该循环器或搅拌器按图中箭头616所例示的方向使储存器606内的油循环或搅拌该油。油的移动有助于加快金属部件的冷却，使得金属部件的温度能够更快地达到油温。金属部件的温度冷却的速度可取决于循环器或搅拌器614的速度，循环器或搅拌器的速度是可变的以调节金属部件的更快或更慢的冷却。

图7A以对数时间标度例示出了连续冷却转变(CCT)图。该图表示随着材料以不同速率被冷却，材料中将发生哪种类型的相变，并且例示出了可根据金属部件如何被冷却而获得的不同特性，例如，如所示的铁素体、贝氏体、珠光体和马氏体。如CCT图所示，如果金属部件在约180℃与500℃之间维持一段时间，则可获得贝氏体。如果淬火浴温度太低(等于或低于180℃)，则金属部件会变成马氏体。

根据CCT图，曲线700经历了两次冷却速率变化。具体地讲，在大约1秒与3秒之间，温度保持一致，此后，在大约3秒与11秒之间，冷却导致温度更急剧降低，最后，在大约11秒之后，冷却速率降低，使得金属部件保留在贝氏体形成区域中。具体地讲，在油淬火工艺中11秒之后观察到的较慢冷却导致金属部件保留在贝氏体形成区域内，直至转变完成。从奥氏体化温度到油温度的冷却速率降低了在最终产品(例如，贝氏体与铁素体的混合物)中形成的混合微观结构的量。

图7B以对数时间标度例示出了等温转变(IT)图。该图示出了当金属部件被保持在淬火储存器606中、它的温度在转变为贝氏体相期间保持恒定并且快速冷却至该温度时材料中的相变。在两条实线曲线的左侧是形成奥氏体(A)的区，而在实线曲线的右侧是形成铁素体(F)和渗碳体(C)的区，其中曲线之间的区形成奥氏体、铁素体和渗碳体的组合。200℃线以下是马氏体区。

为了形成贝氏体，在热处理之后将金属部件快速淬火并保持在贝氏体形成温度区中，在一些实例中，该贝氏体形成温度区可在约200℃与约230℃之间，持续20秒与大约4小时或14400秒之间的时间段，如图上的阴影区702所示。在一些实例中，金属部件待被淬火的时间段可基于金属部件的大小、形状、长度和/或横截面面积而通过实验确定。

在一些实例中，热电偶可用于确认金属部件及其芯的表面上的冷却速率。在进一步冷却至室温以发生完全贝氏体转变之前，材料将被保持在区702内。限定区702的时间长度是完成完全贝氏体微观结构转变所花费的时间；也就是说，在该时间区内对金属部件进行淬火会减少最终产品中奥氏体、铁素体、渗碳体或马氏体微观结构的量。

如前所提到，熔融盐在工业中被用作用于淬火金属部件的已知方法，但是由于使用熔融盐而会产生问题。这是因为用于淬火的盐由于其氧化性质而被认为是对环境有害的材料，并且该盐的化学反应会在金属部件的表面上产生缺陷，因此需要使用机械加工、喷砂(blasting)或喷丸(peening)来移除此类表面缺陷的附加步骤。在洗涤金属部件期间，盐颗粒也可能滞留在钻孔中。此外，盐可加速金属部件的腐蚀。

然而，在本领域中常用的吸热气氛加热室中，在所描述的温度范围下使用油作为淬火浴也是有问题的，因为在氧气存在下，油经常在淬火期间氧化并形成油泥，这因此降低了工艺的效率。因此，如果要在吸热室中使用油进行淬火，则经常更换油对于减少低效率淬火至关重要，或者必须将油维持在较低的温度以减少发生的氧化量。然而，如本文所解释的，低于所描述的温度范围的较低淬火温度有助于马氏体的形成，这在期望的最终产品是贝氏体时是不期望的。

鉴于以上所述，如本文所公开的使用真空炉来加热金属部件并使用高温油来对金属部件进行淬火的工艺不仅减少了使用熔融盐淬火带来的危险，而且消除了由于氧化而在油中形成的淤渣的负面影响，因为在储存油的淬火储存器中不存在氧。将钻孔中的油洗掉比洗掉钻孔中滞留的盐更有效。油对于金属部件上的防锈也很有效。因此，曲线700可在维持在无氧环境中的高温油中经历较慢的冷却。

图8是示出在淬火期间在金属部件的芯800中、在金属部件的表面802上以及浸没金属部件的油804的温度变化的曲线图。如图中所观察到的，金属部件的表面802冷却至大约220℃(428℉)，这是油最初被维持于的温度，并且芯800接近该温度。由于从金属部件中释放的热量，油804的温度升高。

需要注意的是，在所示实例中，金属部件在冷却之前在218℃(425℉)的温度下被保持在油中3.5小时。所得贝氏体部件具有在50HRC与60HRC之间，例如58HRC的硬度(在“洛氏硬度(HardnessRockwell)C”标度上)，没有可见的残余奥氏体。通常，等温淬火工艺需要的硬度在50HRC与60HRC之间。此外，在一些实例中，所得贝氏体部件没有由于氧化而在表面上形成的可见缺陷。在一些实例中，此种缺陷包括肉眼可见的任何缺陷。在一些实例中，此种缺陷包括在10倍放大率、20倍放大率、50倍放大率、100倍放大率、200倍放大率，或它们之间的任何其他合适的放大率或放大率范围下可见的任何缺陷。因此，贝氏体部件由于其耐疲劳性能而可用于承受高压。如图9所示，在500倍放大率下观察到部件的完全贝氏体微观结构，没有观察到残余奥氏体。

尽管已经参考某些优选实施方案详细描述了实例和实施方案，但是在所附权利要求中描述和限定的本公开的精神和范围内存在变化和修改。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种获得贝氏体的方法，其包括：

在真空炉的真空室中加热金属部件以将所述金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；

将所述金属部件从所述真空室转移至所述真空炉的淬火室；

在所述淬火室的淬火储存器内的维持在贝氏体形成温度范围的油中对所述金属部件进行淬火；以及

在预定时间段之后从所述淬火室移除所述金属部件。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述贝氏体形成温度范围具有至少约200℃的下限阈值。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述贝氏体形成温度范围具有等于或小于约230℃的上限阈值。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述金属部件为含有至少0.4％碳的钢合金，并且所述金属部件的所述奥氏体化温度在815℃与880℃之间。

5.如权利要求1所述的方法，其还包括在加热所述金属部件期间将碳引入到所述真空室中以由所述金属部件产生表面硬化贝氏体，其中所述金属部件为含有0.3％或更少碳的钢合金。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述金属部件的所述奥氏体化温度在815℃与950℃之间。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括在打开所述炉以从所述淬火室移除所述金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向所述淬火室中的流入一段时间。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括维持所述惰性气体以完全覆盖所述淬火储存器内的所述油的表面，以减少所述油的氧化或降解。

9.如权利要求1所述的方法，其还包括在从所述淬火室移除所述金属部件之后洗涤所述金属部件。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述油的闪点大于230℃。

11.一种用于通过等温淬火产生贝氏体的真空炉，所述真空炉包括：

真空室，所述真空室被构造成加热金属部件以将所述金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；以及

淬火室，所述淬火室包括淬火储存器，所述淬火储存器被构造成储存维持在贝氏体形成温度范围以用于在所述金属部件从所述真空室转移至所述淬火室之后对所述金属部件进行淬火直至所述金属部件的贝氏体转变完成的油。

12.如权利要求11所述的真空炉，其中所述淬火室还包括升降机，所述升降机被构造成将所述金属部件从所述淬火室运送至所述淬火储存器。

13.如权利要求11或12所述的真空炉，其中所述淬火室还包括气体喷射器，所述气体喷射器被构造成在打开所述炉以从所述淬火室移除所述金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向所述淬火室中的流入一段时间。

14.如权利要求13所述的真空炉，其中所述淬火室或所述气体喷射器被构造成维持所述惰性气体以完全覆盖所述淬火储存器内的所述油的表面，以减少所述油的氧化或降解。

15.一种由权利要求1至10中任一项所述的方法形成的贝氏体部件，其中所述贝氏体部件具有介于50HRC与60HRC之间的硬度并且无残余奥氏体，并且所述贝氏体部件的表面没有由于氧化而形成的肉眼可见的缺陷。

16.如权利要求15所述的贝氏体部件，其中所述贝氏体部件的所述表面没有由于氧化而形成的在10倍放大率下可见的缺陷。

Claims (16)

1.一种获得贝氏体的方法，其包括：

在真空炉的真空室中加热金属部件以将所述金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；

将所述金属部件从所述真空室转移至所述真空炉的淬火室；

在所述淬火室的淬火储存器内的维持在贝氏体形成温度范围的油中对所述金属部件进行淬火；以及

在预定时间段之后从所述淬火室移除所述金属部件。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述贝氏体形成温度范围具有至少约200℃的下限阈值。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述贝氏体形成温度范围具有等于或小于约230℃的上限阈值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述金属部件为含有至少0.4％碳的钢合金，并且所述金属部件的所述奥氏体化温度在815℃与880℃之间。

5.如权利要求1所述的方法，其还包括在加热所述金属部件期间将碳引入到所述真空室中以由所述金属部件产生表面硬化贝氏体，其中所述金属部件为含有0.3％或更少碳的钢合金。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述金属部件的所述奥氏体化温度在815℃与950℃之间。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其还包括在打开所述炉以从所述淬火室移除所述金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向所述淬火室中的流入一段时间。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括维持所述惰性气体以完全覆盖所述淬火储存器内的所述油的表面，以减少所述油的氧化或降解。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其还包括在从所述淬火室移除所述金属部件之后洗涤所述金属部件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述油的闪点大于230℃。

11.一种用于通过等温淬火产生贝氏体的真空炉，所述真空炉包括：

真空室，所述真空室被构造成加热金属部件以将所述金属部件的内部温度升高至奥氏体化温度；以及

淬火室，所述淬火室包括淬火储存器，所述淬火储存器被构造成储存维持在贝氏体形成温度范围以用于在所述金属部件从所述真空室转移至所述淬火室之后对所述金属部件进行淬火直至所述金属部件的贝氏体转变完成的油。

12.如权利要求11所述的真空炉，其中所述淬火室还包括升降机，所述升降机被构造成将所述金属部件从所述淬火室运送至所述淬火储存器。

13.如权利要求11或12所述的真空炉，其中所述淬火室还包括气体喷射器，所述气体喷射器被构造成在打开所述炉以从所述淬火室移除所述金属部件之前、期间和之后，维持惰性气体向所述淬火室中的流入一段时间。

14.如权利要求13所述的真空炉，其中所述淬火室或所述气体喷射器被构造成维持所述惰性气体以完全覆盖所述淬火储存器内的所述油的表面，以减少所述油的氧化或降解。

15.一种由权利要求1至10中任一项所述的方法形成的贝氏体部件，其中所述贝氏体部件具有介于50HRC与60HRC之间的硬度并且无残余奥氏体，并且所述贝氏体部件的表面没有由于氧化而形成的肉眼可见的缺陷。

16.如权利要求15所述的贝氏体部件，其中所述贝氏体部件的所述表面没有由于氧化而形成的在10倍放大率下可见的缺陷。