Hur påverkar den avgasande effekten av värmebehandlingsbrickan under vakuum kvaliteten på arbetsstycket?

Vid avancerad tillverkning används vakuumvärmebehandlingsteknologi i stor utsträckning inom flyg-, medicinsk utrustning och precisionsverktyg på grund av dess egenskaper hos ingen oxidation, låg deformation och exakt temperaturkontroll. Men en ofta förbisett länk i denna process - avgasningseffekten (utgasning) av värmebehandlingsbricka - kan bli en "osynlig mördare" av arbetsstyckets kvalitet.
1. Mekanism och källa till avgasande effekt
I en vakuummiljö kommer gasmolekyler (såsom H₂O, O₂, CO₂, etc.) adsorberade på ytan av värmebehandlingsbrickan och arbetsstycket, såväl som gaser som är upplösta i materialet (såsom H₂, N₂) att frigöras på grund av hög temperatur och låg tryckförhållanden. Denna process kallas "avgasning". I synnerhet, när tätheten för magasinmaterialet (såsom grafit, rostfritt stål eller keramik) är otillräcklig eller förbehandlingen är otillräcklig, kommer de flyktiga ämnena (såsom svavel- och fosforföreningar) kvar i dess porer ytterligare förvärra avbrytningseffekten. Till exempel, när grafitfacket är över 600 ° C, kan frisättningshastigheten för svavel nå 10⁻⁴ Pa · m³/s, vilket avsevärt förorenar vakuummiljön.
2. Negativ påverkan av avbrytande effekt på arbetsstyckets kvalitet
Ytföroreningar och oxidation
Gasmolekylerna som frigörs av avgasning kommer att reagera med ytan på arbetsstycket. Till exempel, när syretrycket överstiger 10⁻⁵ PA, kommer ett sprött oxidskikt (Tio₂) att bildas på ytan av titanlegeringen, vilket resulterar i en minskning av trötthetslivslängden på mer än 30%; Vattenånga kan orsaka "vätebrittlement" av högt kolstål, vilket orsakar mikrokrackor.
Ojämn värmeöverföring
Gasrest kommer att minska enhetligheten i vakuummiljön, vilket resulterar i en minskning av den termiska strålningseffektiviteten mellan brickan och arbetsstycket. Experimentella data visar att när vakuumgraden sjunker från 10⁻³ PA till 10⁻ PA, kan uppvärmningshastighetsavvikelsen för aluminiumlegeringsarbetet nå 15%, vilket orsakar lokal överhettning eller underbränning.
Försämring av materialegenskaper
Under avgasningsprocessen kan nyckelelement i vissa legeringar (såsom magnesium och zink) gå förlorade på grund av förgasning. Genom att ta flyg Aluminiumlegering 7075 som ett exempel, för varje 0,1% ökning av förlusthastigheten för magnesium kommer dess draghållfasthet att minska med cirka 50 MPa.
3. Optimeringsstrategi: Samarbetsförbättring från material till processer
Uppgradering av pallmaterial
Att välja lågt utgasningshastighetsmaterial, såsom kemisk ångavsättning (CVD) kiselkarbidbelagd grafit, kan minska svavelfrisättningen till 10⁻⁷ Pa · m³/s. Keramiska baserade kompositer (såsom al₂o₃-sic) har både låg utgasning och hög värmeledningsförmåga.
Förbehandlingsprocessinnovation
Förbakning av magasinet (800 ℃, 10 timmars vakuumlyftning) kan ta bort mer än 90% av den adsorberade gasen. NASA -forskning visar att gasutsläpp av förbehandlade rostfritt stålbrickor i en vakuumugn reduceras med 76%.
Dynamisk vakuumkontrollteknik
Under uppvärmningssteget används en molekylpump och en kryogen pump för att stabilisera vakuumgraden under 10⁻⁴ PA; Under kylstadiet införs argongas med hög renhet (renhet 99.999%) för att effektivt hämma sekundär oxidation.