Hogyan befolyásolja a vákuumban a hőkezelő tálca gáztalanító hatása a munkadarab minőségét?

A csúcskategóriás gyártás során a vákuum hőkezelő technológiát széles körben alkalmazzák az űrrepülésben, az orvosi berendezésekben és a precíziós szerszámokban, mivel nem jellemző oxidáció, alacsony deformáció és pontos hőmérséklet-szabályozás. Ennek a folyamatnak a gyakran figyelmen kívül hagyott linkje - a gáztalanító hatás (kimenő) hőkezelő tálca - A munkadarab minőségének "láthatatlan gyilkosává" válhat.
1.
Vákuumkörnyezetben a gázmolekulák (például H₂O, O₂, CO₂ stb.) A hőkezelő tálca és a munkadarab felületén adszorbeálódnak, valamint az anyagban feloldott gázok (például H₂, N₂) a magas hőmérséklet és az alacsony nyomásfeltételek miatt gyorsan felszabadulnak. Ezt a folyamatot "gáztalanításnak" hívják. Különösen, ha a tálca anyagának (például grafit, rozsdamentes acél vagy kerámia) sűrűsége nem elegendő, vagy az előkezelés nem elegendő, az illékony anyagok (például kén- és foszforvegyületek) a pórusokban megmaradnak. Például, ha a grafit tálca 600 ° C felett van, akkor a kén felszabadulási sebessége elérheti a 10⁻⁴ pa · m³/s -t, jelentősen szennyezheti a vákuumkörnyezetet.
2. A gáztalanító hatás negatív hatása a munkadarab minőségére
Felületi szennyezés és oxidáció
A gáztalanítás által felszabaduló gázmolekulák reagálnak a munkadarab felületével. Például, ha az oxigén részleges nyomás meghaladja a 10⁻⁵ PA -t, akkor egy törékeny oxidréteg (TIO₂) alakul ki a titánötvözet felületén, ami a fáradtság élettartamának több mint 30%-kal csökken; A vízgőz magas szén -dioxid -acél "hidrogén -öblítés", mikrokrakkákat okozhat.
Egyenetlen hőátadás
A gázmaradványok csökkentik a vákuumkörnyezet egységességét, ami a tálca és a munkadarab közötti termikus sugárzási hatékonyság csökkenését eredményezi. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy amikor a vákuumfokozat 10⁻3 PA -ról 10⁻¹ PA -ra csökken, az alumíniumötvözet munkadarab fűtési sebességének eltérése elérheti a 15%-ot, ami helyi túlmelegedést vagy alulégést okozhat.
Az anyagtulajdonságok romlása
A gáztalanító folyamat során egyes ötvözetek (például magnézium és cink) kulcselemei elveszhetnek a gázosítás miatt. Például a 7075 repülési alumíniumötvözet 7075 -et veszi figyelembe, a magnézium veszteségi sebességének minden 0,1% -os növekedésére, a szakítószilárdsága kb. 50 MPa -val csökken.
3. Optimalizálási stratégia: együttműködési fejlesztés az anyagokról a folyamatokra
Raklap anyag frissítése
Az alacsony kimeneti sebességű anyagok, például a kémiai gőzlerakódás (CVD) szilícium -karbid bevonatú grafit kiválasztása a kén felszabadulását 10⁻⁷ pa · m³/s -re csökkentheti. A kerámia alapú kompozitok (mint például az Al₂o₃-SIC) mind alacsony, mind pedig magas hővezetőképességgel rendelkeznek.
A kezelés előtti folyamat innovációja
A tálca (800 ℃, 10 órás vákuum-lágyítás) előzetes sütése eltávolíthatja az adszorbeált gáz több mint 90% -át. A NASA kutatása azt mutatja, hogy az előkezelt rozsdamentes acél tálcák vákuumkemencében történő gázkibocsátása 76%-kal csökken.
Dinamikus vákuumvezérlő technológia
A fűtési szakaszban egy molekuláris szivattyút és kriogén szivattyút használnak a 10 ° PA alatti vákuumfok stabilizálására; A hűtési szakaszban a nagy tisztaságú argongázt (tisztaság 99,999%) vezetik be, hogy hatékonyan gátolják a másodlagos oxidációt.