真空热处理
钢材或工件在真空加热后进行淬火的热处理工艺，称为真空淬火。真空淬火时真空度的选择是工艺的重要参数之一。一般中温加热的工件，真空度为0.1～1Pa即可达到真空淬火的目的。回执温度较高时（高于1000℃），应向炉内通入适量的氮和氩气，使真空度下降到1～10Pa以下，以防钢中合金元素的蒸发。金属在真空中加热时，引起了表面的物理状态以及化学成分的显著变化，随着真空度的提高，加热室内气体分子浓度可以由一个大气压下2.7×1019个分子/cm3降低到3×10-13个分子/cm3。与此同时，氧的分压降到极低，因此，不仅使金属不会在加热过程中发生氧化、脱碳以及其他化学腐蚀，而且还具有表面净化、脱脂、除气等作用，可以得到洁净光亮的表面。能够进行真空淬火的材料很多，如空淬钢、各种类型的高速钢、油淬工具钢、不锈钢、镍合金及钛合金等，而真空淬火主要适用于要求较高的刃具，模具、轴承及精密零件等的热处理。
由于气冷式真空淬火炉、油冷式真空淬火炉、水冷式真空淬火炉等技术的开发，从而使工具钢、高速钢、不锈钢和耐热合金等各种材料都能进行真空淬火处理。同时在真空中的化学热处理已日益成熟，真空渗碳、碳氮共渗、渗金属等都显示了渗速快、浓度分布易控制、公害少等显著的优越性。
真空淬火后的高光亮度主要是由于工件表面无氧化膜，随着在工件表面的油污和杂质被挥发而使工件充分呈现金属光泽的缘故。除可提高产品质量外，还可以节约清洗工时，在这一方面气淬的效果尤为显著。真空淬火后的光亮度随着真空炉内加热时真空度的变化而有很大不同；真空淬火后的光亮度也冷却介质的纯净程度和组成有密切关系。油淬后工件表面的光亮程度稍差，这是由于在油中残存有少量碳、水、氧所造成，可由提高真空淬火油的质量来解决。
真空淬火后表面光洁、无氧化脱碳。高合金工具钢由于淬火温度高，在真空加热后，高活性的表面在油淬时将发生瞬时渗碳作用，形成一层小于50μm的高碳淬火层。这些原因均使钢在真空淬火后的硬度比普通淬火时要高而且均匀，不会出现淬火软点。在真空加热时的脱气作用还可以提高材料的强度、耐磨性、抗咬合性及疲劳强度。所以真空淬火后的工件寿命普遍较高，据报导，模具经真空淬火后平均寿命可提高30%～400%。
在真空炉中工件的加热是随炉升温，热量的传递又是以辐射的方式进行，加热缓慢而均匀。特别是用气冷淬火时工件始终不移动，在原地冷却，因此有助于减小淬火变形并使其变形有规律、易控制。测定Cr12MoV滚丝模经1050℃真空淬火后的变形量要比盐浴加热淬火小70%左右。
模具真空热处理能提高模块的整体性能，对于在使用中必须进行刃磨的冲裁模类模具，因为在工作中刃口部分周期性地承受极大的冲击弯曲和挤压负荷，刃口两面都被冲压材料挤压，使模具受到强烈磨损。如果模具强度、韧性不足，组织不均匀，将出现早期崩刃和疲劳破损；硬度和耐磨性不足将出现早期磨损失效。采用真空热处理可以使模具表面和内部性能一致，不会因为在刃磨后出现强化层磨损而性能下降的情况。
工模具零件真空热处理的注意：
（1）模具材料含有较多的合金元素，蒸气压较高的元素（如Al、Mn、Cr、Si、Pb、Zn、Cu等）在真空中加热时易发生蒸发现象，尤其是含Cr量高的钢种。所以要适当控制淬火回执时的真空度，以防止合金元素的挥发。
（2）为减少加热模具零件因内外温差而产生的热应力和组织应力，升温速度也不能太快，对复杂的或大截面的模具零件要进行多次预热。
（3）高速钢、高Cr钢和3Cr2W8V钢等较大截面的模具零件，应尽量推荐在高压气淬炉内进行处理。如气冷速度不够要进行油淬时，必须采用气冷油淬工艺，以防油淬后工件表面出现白亮层组织。
（4）真空淬火加热温度基本上可与盐浴加热和空气加热的温度相同或略低一些。但应注意，真空加热是以辐射为主，升温时工件升温速度远比炉温（指示温度）慢，故均温、保温时间视装炉情况，要适当延长。小零件需要用金属网分隔，使加热和冷却均匀。
随着真空渗碳设备的进一步推广，催生了真空碳氮共渗新技术的出现。真空碳氮共渗出新技术即保留了气体碳氮共渗的优点，又有自身新的特点。碳氮共渗时由于氮的渗入，钢的相变点A1降低，因此可以采用比渗碳更低的淬火温度淬火，从而减少淬火变形。由于氮的渗入使共渗层的淬透性提高，因此即使是碳素钢也可以比较容易地淬火。又由于冷却速度可以放慢，因此对减少淬火变形和防止青年有利。但在进行气体碳氮共渗时因使用的介质是吸热式气氛和氨气，所以易出现晶界氧化层。而真空炉中实施的碳氮共渗，是靠碳氢化合物在负压下（低于一个大气压）的裂解、非平衡式的、高碳势下的强渗，不是大气压下靠CO传递的平衡式渗碳，渗氮是靠氨气在负压下裂解后，在一定氮势下，以平衡的方式渗入，共渗过程中的全部物理化学反应没有含氧介质和活笥氧的介入，所用氨气量和其水分含量也在控制范围以下，因此共渗层没有出现“黑斑、黑网、黑带”等晶界氧化层，使疲劳强度更为高，耐磨性、耐蚀性更好；热处理变形小，节约渗剂并大幅度减少废气排放；真空碳氮共渗后碳素钢也能接受真空油淬热处理。
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