真空热处理是指将零件置于真空设备中，进行加热、保温和冷却的工艺方法，零件在负压下加热，炉内空气已稀薄到无法对零件进行化学反应。它是随着航天技术的发展而迅速开发出来的新技术，也是近几十年来热处理设备中具有前途的一种，它可替换盐浴炉、电阻炉和燃气炉。真空炉是依据电极的辐射作用实现对工件的加热的，辐射传热量与温度的四次方成正比，温度低时则辐射加热速度比较慢，实现了缓慢加热，因此工件的内外加热较为均匀，工件的变形小。由于真空炉内气压很低，氧气的含量对工件的铁元素氧化不起作用，因此避免了工件在真空炉加热过程中出现氧化和脱碳现象的发生，确保零件表面的原始状态不变，工件表面清洁和光亮。由于金属氧化物在氧的分解压低或加热温度高时，发生分解，因此也可将已经发生氧化的表面除掉，恢复原来的表面状态。

自1946年第一台真空炉在美国问世以来，各国均潜心研制各种类型的真空炉，我国在1975年生产了第一台油淬真空炉，国外高压真空气淬炉（5bar，1bar=105Pa）于1977年在联邦德国的IDSEN公司诞生，真空光亮退火炉、真空气淬炉、油淬炉、水淬炉及多用途炉相继出现。目前功能齐全、设备先进的全自动化真空炉已经供应市场，尽管造价高，但由于真空热处理解决了其他热处理设备无法完成的工艺，因此它已经从军用、航空等向民用的方向发展，并且发挥了重要的作用。

经真空炉热处理后的零件表面光亮，确保其表面的元素成分和状态不变，由于加热是依靠电极的辐射来完成，因此零件加热缓慢，故变形量小，尤其对要求变形十分严格的工具、模具、小型零件、薄片状、无加工等零件的热处理的首选设备，高速钢钻头、圆板牙、拉刀、无心磨床支片等经过真空气淬后后，零件的变形量为盐浴炉的1/4~1/10，甚至可以实现成品的加工。

真空炉一般是由炉体、真空机组、液压系统、控制系统等组成的，根据真空炉冷却时使用的冷却介质分类，真空炉分为水冷真空炉、气淬-油冷真空炉、油冷真空炉以及气冷真空炉几种；按结构形式分为单室、双室、三室和连续作业炉；按加热方式分为内热和外热炉等。

零件材质不同，故其淬透性大不相同，应选用符合要求的淬火介质。对高合金钢、高速钢、不锈钢、铁镍基合金以及部分尺寸小的低合金钢而言，其淬透性高，冷速低仍能获得要求的热处理技术要求，故采用气淬真空炉；对于低合金钢或工具钢、弹簧钢、滚动轴承钢等热处理采用油冷或硝盐真空炉；对于碳钢、结构钢等淬透性差以及钛、铝合金等零件的淬火，使用水冷真空炉。

目前国内双室油冷真空炉的型号有ZC系列、WZ系列、VCQ系列等；单室气淬炉有VFC系列、VVFC系列、HPV系列高压气淬系列等。它们具有各自的加热和冷却特点，其技术已经成熟，得到使用厂家的认可和肯定，正发挥其十分重要的作用。

真空热处理通常包括真空淬火和回火、真空退火、真空固溶和时效、真空烧结、真空化学热处理以及真空镀膜等，因此真空炉可实现别的热处理设备无法处理的复杂工艺，随着社会的进步和科学技术的发展，必将发挥其巨大的作用。美国的海斯公司和德国的德固萨公司已经开发了水淬真空炉和硝盐淬火真空炉，为淬透性差的碳素钢等实现了真空热处理，因此从某种意义上讲，真空炉为几乎所有的有色金属和黑色金属退火、淬火、回火、化学热处理等提供了保障。真空热处理的工艺参数主要有淬火温度、真空度、冷却介质、回火温度以及硬度等，在热处理过程中应根据材料、热处理技术要求、零件的形状、放置方式等进行合理的选择，尤其要注意升温速度对零件质量的影响。

真空炉与其他类型的热处理炉相比，具有其他热处理设备无法比拟的优点：

①该设备自动化程度高，实现机械化操作，本身设备有自锁保护功能，确保真空炉的安全操作和使用；

②炉膛洁净，工件热处理变形小，仅为盐浴变形量的1/4～1/10，明显减少了零件的磨削加工余量（可将磨削量压缩2/3）；

③具有除气和脱脂作用，显著提高合金钢的韧性，延长和提高零件的使用寿命；

④节省电力和能源，蓄热损失小，污染气氛低于其他任何的保护气氛，无公害，操作安全性可靠，工作环境好；

⑤真空加热可避免了零件的氧化和烧损，工件无氧化、脱碳、表面光亮，确保零件表面的化学成分和表面状态保持不变，防止烧损，减少了热处理表面缺陷，生产成本低；

⑥零件无氢脆的危险。

一般的真空热处理工艺规范参如图：

图1    真空热处理工艺曲线