?1. 模具預處理
模具檢查與清潔
模具真空熱處理加工在進行真空熱處理之前，需要對模具進行全面檢查。查看模具是否有明顯的裂紋、砂眼、表面損傷等缺陷。對于存在缺陷的模具，需要評估這些缺陷是否會影響熱處理效果或模具的最終使用性能。例如，表面微小的裂紋在熱處理過程中可能會因熱應力而擴展，所以需要提前修復或判定是否報廢。
清潔模具是非常關鍵的一步。要徹底清除模具表面的油污、鐵銹、切削液殘留等雜質。通常采用有機溶劑清洗、超聲波清洗等方法。有機溶劑如汽油、丙酮等可以有效溶解油污，超聲波清洗則利用高頻振動在清洗液中產生微小氣泡，這些氣泡在接觸模具表面時破裂，產生的沖擊力能將污垢剝離。
尺寸測量與記錄
使用量具（如卡尺、千分尺、三坐標測量儀等）精確測量模具的關鍵尺寸。這些尺寸包括模具的外形尺寸、型腔尺寸、孔徑尺寸等。記錄下這些原始尺寸，因為在熱處理過程中，模具會發生尺寸變化，這些數據對于后續判斷模具是否變形以及變形量是否在允許范圍內非常重要。
2. 裝爐
選擇合適的工裝夾具
模具真空熱處理加工根據模具的形狀、尺寸和重量，選擇合適的工裝夾具。工裝夾具的作用是將模具穩定地放置在真空爐內，確保模具在加熱和冷卻過程中位置固定，并且能夠均勻受熱和冷卻。例如，對于形狀復雜的模具，可能需要使用專門設計的夾具來支撐其不規則部分，防止在加熱過程中因重力作用而變形。
工裝夾具的材料也很重要，要選擇在真空環境下性能穩定、不會與模具發生化學反應且熱導率高的材料，如石墨、鉬等。
模具放置方式
模具在真空爐內的放置方式要考慮到熱傳遞的均勻性。一般盡量避免模具相互堆疊，以保證每個模具都能充分接觸加熱環境。對于大型模具，可能需要單獨放置，并且在周圍預留足夠的空間，以便熱空氣能夠均勻地環繞模具。對于小型模具，可以采用合適的排列方式，如均勻分布在爐床上，或者分層放置在特制的托盤上。
3. 真空環境建立
抽真空操作
關閉真空爐爐門后，啟動真空泵系統。真空泵會逐漸抽出爐內的空氣，降低爐內氣壓。一般真空爐可以達到的真空度在 10?3 - 10??帕之間。在抽真空過程中，要注意觀察真空度的變化情況，確保真空系統正常工作。如果真空度達不到要求，可能是爐體密封不良或者真空泵出現故障，需要及時檢查和維修。
真空度檢測與維持
使用真空計對爐內真空度進行實時檢測。在整個熱處理過程中，要維持爐內的真空狀態。因為在真空環境下，可以減少模具表面的氧化和脫碳現象，同時也有利于提高模具的加熱和冷卻速度。如果在熱處理過程中真空度下降，可能會導致模具表面質量下降，需要及時查找原因并采取措施，如檢查爐體是否有泄漏點，或者真空泵的抽氣能力是否下降。
4. 加熱過程
加熱速度控制
模具真空熱處理加工根據模具的材料、尺寸和形狀，設定合適的加熱速度。不同的模具材料（如高速鋼、模具鋼等）有不同的熱導率和熱膨脹系數，加熱速度過快可能會導致模具內部產生過大的熱應力，從而引起變形或開裂。對于形狀復雜、尺寸較大的模具，通常采用較慢的加熱速度。例如，一些大型模具鋼模具的加熱速度可能控制在 10 - 20℃/min。
在加熱過程中，通過爐內的加熱元件（如石墨加熱棒、鉬絲等）對模具進行加熱。加熱系統會根據設定的加熱程序自動調節加熱功率，以確保加熱速度的穩定。
加熱溫度設定與控制
根據模具的熱處理工藝要求，設定合適的加熱溫度。不同的模具熱處理工藝（如淬火、回火等）有不同的溫度范圍。例如，對于一些冷作模具鋼，淬火溫度可能在 1000 - 1100℃之間。通過溫度傳感器（如熱電偶）對爐內溫度進行精確測量和反饋控制，使爐內溫度保持在設定的溫度范圍內。當爐內溫度接近設定溫度時，加熱速度會逐漸減慢，以避免溫度超調。
5. 保溫階段
保溫時間確定
保溫時間的長短取決于模具的材料、尺寸和裝爐量等因素。一般來說，模具材料的合金成分越復雜、尺寸越大、裝爐量越多，保溫時間就越長。保溫的目的是使模具內部的組織充分均勻化。例如，對于一些高合金鋼模具，保溫時間可能需要數小時，以確保合金元素在模具內部均勻分布，為后續的冷卻轉變做好準備。
溫度均勻性監測
在保溫過程中，繼續使用溫度傳感器監測爐內不同位置的溫度，確保模具各部分的溫度均勻。如果發現溫度不均勻，可能是加熱元件故障或者模具放置位置不當導致的。此時需要及時調整加熱功率或者模具的位置，以保證溫度的均勻性，避免因局部過熱或過冷而影響模具的熱處理質量。
6. 冷卻過程
冷卻方式選擇
根據模具的熱處理工藝要求，選擇合適的冷卻方式。常見的冷卻方式有油冷、氣冷和鹽浴冷卻等。油冷速度較快，適用于一些需要獲得較高硬度的模具，但油冷可能會導致模具產生較大的熱應力。氣冷速度相對較慢，適合對變形要求嚴格的模具。鹽浴冷卻則可以獲得比較均勻的冷卻效果，但需要注意鹽浴的成分和溫度控制。
在冷卻過程中，要嚴格控制冷卻速度。對于形狀復雜的模具，可以采用分級冷卻或等溫冷卻的方法，以減少熱應力和組織應力。例如，先在較高溫度下進行一次快速冷卻，然后在稍低溫度下進行緩慢冷卻，或者在某一特定溫度下進行等溫保持，使模具內部組織轉變均勻。
冷卻速度控制
通過控制冷卻介質的流量、溫度和壓力等參數來控制冷卻速度。例如，在油冷時，調節油的循環速度和油溫；在氣冷時，控制氣體的流量和溫度。同時，要注意觀察模具在冷卻過程中的變形情況，因為過大的冷卻速度可能會導致模具變形或開裂。如果發現模具出現異常變形，應立即停止冷卻，采取措施進行調整。
7. 出爐及后續處理
出爐操作
當模具冷卻到合適的溫度后，打開真空爐爐門，將模具取出。出爐時要注意防止模具因溫度變化而產生新的變形。一般可以讓模具在爐口停留一段時間，使其緩慢適應外界環境溫度，然后再用合適的工具將模具轉移到冷卻架上。
清洗與回火（如果需要）
取出后的模具表面可能會附著一些冷卻介質（如油、鹽等），需要進行清洗。對于油冷后的模具，可以使用有機溶劑或專用的清洗劑進行清洗。清洗后，根據模具的熱處理工藝要求，可能需要進行回火處理。回火可以消除模具在淬火過程中產生的內應力，提高模具的韌性和尺寸穩定性。回火溫度和時間根據模具材料和具體工藝要求設定，一般回火溫度在 500 - 600℃之間，回火次數可能為 1 - 3 次。
質量檢測
對熱處理后的模具進行質量檢測。檢測內容包括硬度測試、金相組織檢查、尺寸精度測量等。硬度測試可以使用洛氏硬度計、維氏硬度計等設備，檢查模具是否達到了預期的硬度要求。金相組織檢查則通過金相顯微鏡觀察模具內部的組織結構，判斷是否符合熱處理工藝標準。尺寸精度測量可以與熱處理前的記錄數據進行對比，確定模具是否發生變形以及變形量是否在允許范圍內。只有通過質量檢測的模具才能投入使用。