Hoe beïnvloedt het ontgasserende effect van de warmtebehandelingsbak op het vacuüm de kwaliteit van het werkstuk?

Bij high-end productie wordt vacuümwarmtebehandelingstechnologie op grote schaal gebruikt in ruimtevaart, medische apparatuur en precisietools vanwege de kenmerken van geen oxidatie, lage vervorming en precieze temperatuurregeling. Een vaak over het hoofd gezien link in dit proces - het ontgasserende effect (ontgassen) van de Warmtebehandelingslade - kan een "onzichtbare moordenaar" van de werkstukkwaliteit worden.
1. Mechanisme en bron van ontgassingseffect
In een vacuümomgeving worden gasmoleculen (zoals H₂o, O₂, Co₂, etc.) geadsorbeerd op het oppervlak van de warmtebehandelingsbak en het werkstuk, evenals gassen opgelost in het materiaal (zoals H₂, N₂) snel worden vrijgegeven door hoge temperatuur en lage druk. Dit proces wordt "ontgassing" genoemd. In het bijzonder wanneer de dichtheid van het dienbladmateriaal (zoals grafiet, roestvrij staal of keramiek) onvoldoende is of de voorbehandeling onvoldoende is, zullen de vluchtige stoffen (zoals zwavel- en fosforverbindingen) het ontgasserende effect verder verergeren. Wanneer de grafietlade bijvoorbeeld boven 600 ° C is, kan de afgifte van zwavel 10⁻⁴ Pa · m³/s bereiken, wat de vacuümomgeving aanzienlijk vervuilt.
2. Negatief effect van het ontgasseren effect op de kwaliteit van het werkstuk
Oppervlakte -besmetting en oxidatie
De gasmoleculen die worden vrijgegeven door het ontgasten zullen reageren met het oppervlak van het werkstuk. Wanneer de partiële druk van de zuurstof bijvoorbeeld 10⁻⁵ PA overschrijdt, zal zich een brosse oxidelaag (Tio₂) vormen op het oppervlak van de titaniumlegering, wat resulteert in een afname van de vermoeidheidsleven met meer dan 30%; Waterdamp kan "waterstofbehuizing" van hoog koolstofstaal veroorzaken, waardoor microscheuren worden veroorzaakt.
Ongelijke warmteoverdracht
Gasresidu zal de uniformiteit van de vacuümomgeving verminderen, wat resulteert in een afname van de thermische stralingsefficiëntie tussen de lade en het werkstuk. Experimentele gegevens tonen aan dat wanneer de vacuümdiploma daalt van 10⁻³ PA tot 10⁻¹ PA, de afwijking van de verwarmingssnelheid van het werkstuk Aluminiumlegering 15%kan bereiken, waardoor lokaal oververhitting of ondergeblazen werking kan worden veroorzaakt.
Verslechtering van materiaaleigenschappen
Tijdens het ontgasseringsproces kunnen belangrijke elementen van sommige legeringen (zoals magnesium en zink) verloren gaan door vergassing. Als u de luchtvaartaluminiumlegering 7075 als een voorbeeld neemt, zal de treksterkte ervan voor elke toename van 0,1% in het verliessnelheid van magnesium afnemen met ongeveer 50 MPa.
3. Optimalisatiestrategie: samenwerkingsverbetering van materialen tot processen
Upgrade van palletmateriaal
Het kiezen van materialen met lage uitgassingssnelheid, zoals chemische dampafzetting (CVD) siliciumcarbide gecoat grafiet, kan de afgifte van zwavel verminderen tot 10⁻⁷ Pa · m³/s. Composieten op basis van keramiek (zoals Al₂o₃-SIC) hebben zowel lage uitgassing als een hoge thermische geleidbaarheid.
Voorbehandelingsproces Innovatie
Voor het maken van de lade (800 ℃, 10 uur vacuüm gloeien) kan meer dan 90% van het geadsorbeerde gas verwijderen. NASA -onderzoek toont aan dat de gasafgifte van voorbehandelde roestvrijstalen dienbladen in een vacuümoven met 76%wordt verminderd.
Dynamische vacuümcontroletechnologie
Tijdens het verwarmingsfase worden een moleculaire pomp en een cryogene pomp gebruikt om de vacuümgraad onder 10⁻⁴ PA te stabiliseren; Tijdens het koelfase wordt een hoog-zuivere argongas (zuiverheid 99,999%) geïntroduceerd om secundaire oxidatie effectief te remmen.