Kako učinak ladice za toplinsku obradu u vakuumu utječe na kvalitetu radnog komada?

U vrhunskoj proizvodnji, tehnologija vakuumske toplinske obrade široko se koristi u zrakoplovnom, medicinskoj opremi i preciznim alatima zbog karakteristika bez oksidacije, niske deformacije i precizne kontrole temperature. Međutim, često zanemarena veza u ovom procesu - efekt degasiranja (nadmašivanje) pladanj toplinske obrade - Može postati "nevidljivi ubojica" kvalitete obrazaca.
1. Mehanizam i izvor učinka degasiranja
U vakuumskom okruženju, molekule plina (poput H₂O, O₂, CO₂, itd.) Adsorbirane na površini ladice za toplinsku obradu i radnog komada, kao i plinovi otopljeni u materijalu (poput H₂, N₂), brzo će se osloboditi zbog visoke temperature i uvjetima niskog tlaka. Taj se postupak naziva "degasing". Konkretno, kada gustoća materijala za ladicu (poput grafita, nehrđajućeg čelika ili keramike) nije dovoljna ili je prethodna obrada nedovoljna, hlapljive tvari (poput spojeva sumpora i fosfora) koje ostaju u njegovim porama dodatno će pogoršati učinak degasiranja. Na primjer, kada je grafitna ladica iznad 600 ° C, brzina oslobađanja sumpora može doseći 10⁻⁴ PA · m³/s, značajno zagasiti vakuumsko okruženje.
2. Negativni utjecaj učinka degasiranja na kvalitetu radnog dijela
Površinska kontaminacija i oksidacija
Molekule plina koje se oslobađaju degasiranjem reagirat će s površinom radnog komada. Na primjer, kada djelomični tlak kisika prelazi 10 ° PA, krhki oksidni sloj (TiO₂) formirat će se na površini legure titana, što će rezultirati smanjenjem vijek trajanja umora više od 30%; Vodena para može uzrokovati "umiješanost vodika" visokog ugljičnog čelika, uzrokujući mikropukotine.
Neravnomjerni prijenos topline
Ostatak plina smanjit će ujednačenost vakuumskog okoliša, što će rezultirati smanjenjem učinkovitosti toplinskog zračenja između ladice i radnog komada. Eksperimentalni podaci pokazuju da kada stupanj vakuuma padne s 10 ³ PA na 10⁻¹ PA, odstupanje brzine grijanja radnog komada aluminijske legure može doseći 15%, uzrokujući lokalno pregrijavanje ili podmazivanje.
Pogoršanje svojstava materijala
Tijekom postupka degasiranja, ključni elementi nekih legura (poput magnezija i cinka) mogu se izgubiti zbog uplinjavanja. Uzimanje zrakoplovne aluminijske legure 7075 kao primjer, za svaki 0,1% povećanje brzine gubitka magnezija, njegova vlačna čvrstoća smanjit će se za oko 50 MPa.
3. Strategija optimizacije: poboljšanje suradnje od materijala do procesa
Nadogradnja materijala za palete
Odabir materijala niske brzine, kao što je taloženje kemijskog pare (CVD) grafit obloženog silicijum karbidom, može smanjiti oslobađanje sumpora na 10⁻⁷ PA · m³/s. Kompoziti na bazi keramike (poput al₂o₃-SIC) imaju i malu igarajuću i visoku toplinsku vodljivost.
Inovacija procesa prethodne obrade
Prethodno pečenje ladice (800 ℃, 10 sati vakuumskog žarenja) može ukloniti više od 90% adsorbiranog plina. Istraživanje NASA -e pokazuje da je otpuštanje plina prethodno obrađenih ladica od nehrđajućeg čelika u vakuumskoj peći smanjeno za 76%.
Dinamična tehnologija kontrole vakuuma
Tijekom faze zagrijavanja, molekularna pumpa i kriogena pumpa koriste se za stabilizaciju stupnja vakuuma ispod 10 ° PA; Tijekom faze hlađenja uvodi se argonski plin visoke čistoće (čistoća 99,999%) kako bi se učinkovito inhibirala sekundarna oksidacija. $