Hvordan påvirker avgassingseffekten av varmebehandlingsbrettet under vakuum kvaliteten på arbeidsstykket?

I high-end produksjon er vakuumvarmebehandlingsteknologi mye brukt i luftfart, medisinsk utstyr og presisjonsverktøy på grunn av dens egenskaper for ingen oksidasjon, lav deformasjon og presis temperaturkontroll. Imidlertid en ofte oversett kobling i denne prosessen - avgassingseffekten (utgassing) av Varmebehandlingsbrett - Kan bli en "usynlig morder" av arbeidsstykkekvalitet.
1. Mekanisme og kilde til avgassingseffekt
I et vakuummiljø, adsorberte gassmolekyler (som H₂O, O₂, CO₂, etc.) på overflaten av varmebehandlingsbrettet og arbeidsstykket, samt gasser oppløst i materialet (som H₂, N₂) raskt frigjøres på grunn av høye temperaturer og lavt trykk. Denne prosessen kalles "degassing". Spesielt når tettheten av brettmaterialet (for eksempel grafitt, rustfritt stål eller keramikk) er utilstrekkelig eller forbehandlingen er utilstrekkelig, vil de flyktige stoffene (som svovel og fosforforbindelser) som forblir i porene ytterligere forverre avgassende effekten. For eksempel, når grafittbrettet er over 600 ° C, kan frigjøringshastigheten til svovel nå 10⁻⁴ pa · m³/s, noe som betydelig forurenser vakuummiljøet.
2. Negativ innvirkning av avgassingseffekt på arbeidsstykkets kvalitet
Overflateforurensning og oksidasjon
Gassmolekylene frigitt ved avgassing vil reagere med overflaten på arbeidsstykket. For eksempel, når oksygen -delvis trykk overstiger 10⁻⁵ PA, vil det dannes et sprøtt oksydlag (TiO₂) på overflaten av titanlegeringen, noe som resulterer i en reduksjon i utmattelsens levetid på mer enn 30%; Vanndamp kan forårsake "hydrogenfulhet" av høyt karbonstål, og forårsake mikrokrakker.
Ujevn varmeoverføring
Gassrester vil redusere ensartetheten i vakuummiljøet, noe som resulterer i en reduksjon i den termiske strålingseffektiviteten mellom brettet og arbeidsstykket. Eksperimentelle data viser at når vakuumgraden synker fra 10⁻³ PA til 10⁻ PA, kan oppvarmingshastighetsavviket til aluminiumslegeringsarbeidet nå 15%, og forårsake lokal overoppheting eller underbrenning.
Forverring av materialegenskaper
Under avgassingsprosessen kan nøkkelelementer i noen legeringer (som magnesium og sink) gå tapt på grunn av forgassing. Ved å ta luftfarts aluminiumslegering 7075 som eksempel, for hver 0,1% økning i tapshastigheten av magnesium, vil strekkfastheten avta med omtrent 50 MPa.
3. Optimaliseringsstrategi: Samarbeidsforbedring fra materialer til prosesser
Oppgradering av pallmateriale
Å velge lave utgassingshastighetsmaterialer, for eksempel kjemisk dampavsetning (CVD) silisiumkarbidbelagt grafitt, kan redusere svovelfrigjøring til 10⁻⁷ pa · m³/s. Keramiske baserte kompositter (som Al₂o₃-SIC) har både lav utgassing og høy termisk ledningsevne.
Forbehandlingsprosessinnovasjon
Forhåndsbaking av brettet (800 ℃, 10 timers vakuumglødning) kan fjerne mer enn 90% av den adsorberte gassen. NASA -forskning viser at gassfrigjøringen av forbehandlede rustfrie stålbrett i en vakuumovn reduseres med 76%.
Dynamisk vakuumkontrollteknologi
I løpet av oppvarmingsstadiet brukes en molekylær pumpe og en kryogen pumpe for å stabilisere vakuumgraden under 10⁻⁴ PA; I løpet av kjøletrinnet blir argongass med høy renhet (renhet 99.999%) introdusert for å effektivt hemme sekundær oksidasjon.