Cum afectează calitatea efectului de degazare a tăvii de tratare termică sub vid calitatea piesei?

În fabricarea de înaltă calitate, tehnologia de tratare a căldurii în vid este utilizată pe scară largă în aerospațială, echipamente medicale și instrumente de precizie, datorită caracteristicilor sale de oxidare, deformare scăzută și control precis al temperaturii. Cu toate acestea, o legătură adesea trecută cu vederea în acest proces - efectul de degazare (depășire) al Tava de tratare termică - Poate deveni un „criminal invizibil” al calității pieselor de lucru.
1. Mecanismul și sursa efectului de degazare
Într -un mediu de vid, moleculele de gaz (cum ar fi H₂O, O₂, CO₂, etc.) adsorbite pe suprafața tăvii de tratare termică și a piesei de prelucrat, precum și gazele dizolvate în material (cum ar fi H₂, N₂) vor fi eliberate rapid din cauza condițiilor de temperatură ridicată și presiune joasă. Acest proces se numește „Degassing”. În special, atunci când densitatea materialului tăvii (cum ar fi grafitul, oțelul inoxidabil sau ceramica) este insuficientă sau pretratarea este insuficientă, substanțele volatile (cum ar fi compușii de sulf și fosfor) rămânând în porii săi vor agrava și mai mult efectul de degazare. De exemplu, atunci când tava de grafit este peste 600 ° C, rata de eliberare a sulfului poate ajunge la 10⁻⁴ Pa · m³/s, poluând semnificativ mediul de vid.
2. Impactul negativ al efectului de degazare asupra calității pieselor de lucru
Contaminarea și oxidarea suprafeței
Moleculele de gaz eliberate de degazare vor reacționa cu suprafața piesei. De exemplu, atunci când presiunea parțială de oxigen depășește 10 ⁻⁵ PA, se va forma un strat de oxid fragil (TIO₂) pe suprafața aliajului de titan, ceea ce duce la o scădere a duratei de viață a oboselii mai mare de 30%; Vaporii de apă pot provoca „îmbrățișarea hidrogenului” din oțel cu carbon ridicat, provocând microcracks.
Transfer de căldură neuniform
Reziduurile de gaz vor reduce uniformitatea mediului de vid, ceea ce duce la o scădere a eficienței radiațiilor termice între tavă și piesa de lucru. Datele experimentale arată că atunci când gradul de vid scade de la 10⁻³ PA la 10⁻¹ PA, abaterea ratei de încălzire a piesei de prelucrare a aliajului de aluminiu poate ajunge la 15%, provocând supraîncălzirea sau arbunea locală.
Deteriorarea proprietăților materialului
În timpul procesului de degazare, elementele cheie ale unor aliaje (cum ar fi magneziu și zinc) pot fi pierdute din cauza gazificării. Luând ca exemplu aliaj de aluminiu de aviație 7075, pentru fiecare creștere de 0,1% a ratei de pierdere a magneziului, rezistența la tracțiune va scădea cu aproximativ 50 MPa.
3. Strategia de optimizare: îmbunătățirea colaborării de la materiale la procese
Actualizare a materialelor de palet
Alegerea materialelor cu viteză scăzută, cum ar fi depunerea de vapori chimici (CVD) Grafit acoperit cu carbură de siliciu, poate reduce eliberarea de sulf la 10⁻⁷ pa · m³/s. Compozitele pe bază de ceramică (cum ar fi Al₂o₃-SIC) au atât outgassing scăzut, cât și o conductivitate termică ridicată.
Inovația procesului de pretratare
Pre-coacere a tavii (800 ℃, 10 ore de recoacere în vid) poate elimina mai mult de 90% din gazul adsorbit. Cercetările NASA arată că eliberarea de gaz a tăvilor din oțel inoxidabil pretratat într -un cuptor de vid este redusă cu 76%.
Tehnologie dinamică de control în vid
În timpul etapei de încălzire, o pompă moleculară și o pompă criogenă sunt utilizate pentru a stabiliza gradul de vid sub 10⁻⁴ PA; În timpul etapei de răcire, este introdus gazul argon de înaltă puritate (puritate 99,999%) pentru a inhiba eficient oxidarea secundară.