Wie wirkt sich die entgasende Wirkung des Wärmebehandlungstabletts unter Vakuum auf die Qualität des Werkstücks aus?

In der High-End-Herstellung wird die Vakuumwärmebehandlungstechnologie aufgrund ihrer Merkmale ohne Oxidation, niedriger Deformation und präziser Temperaturkontrolle in großer Zeit in Luft- und Raumfahrt-, medizinischen Geräte- und Präzisionswerkzeugen eingesetzt. Ein häufig übersehenes Glied in diesem Prozess - der entgasende Effekt (Ausgang) der Wärmebehandlungsfach - Kann ein "unsichtbarer Killer" der Werkstückqualität werden.
1. Mechanismus und Quelle des Entgasungseffekts
In einer Vakuumumgebung adsorbierten Gasmoleküle (wie H₂o, O₂, CO₂ usw.) auf der Oberfläche des Wärmebehandlungsschale und des Werkstücks sowie in dem Material gelöste Gase (wie H₂, N₂) aufgrund von hohen Temperaturen und niedrigen Druckbedingungen schnell freigesetzt. Dieser Prozess wird als "entgasend" bezeichnet. Insbesondere, wenn die Dichte des Tablettmaterials (wie Graphit, Edelstahl oder Keramik) nicht ausreicht oder die Vorbehandlung unzureichend ist, werden die flüchtigen Substanzen (wie Schwefel- und Phosphorverbindungen), die in seinen Poren verbleiben, die Deggrasserwirkung weiter verschlimmern. Wenn beispielsweise die Graphitschale über 600 ° C liegt, kann die Freisetzungsrate von Schwefel 10⁻⁴ Pa · m³/s erreichen, was die Vakuumumgebung signifikant verschmutzt.
2. negative Auswirkungen des entgasenden Effekts auf die Werkstückqualität
Oberflächenkontamination und Oxidation
Die durch Degasung freigesetzten Gasmoleküle reagieren mit der Oberfläche des Werkstücks. Wenn beispielsweise der Sauerstoff -Partialdruck 10⁻⁵ PA überschreitet, bildet sich eine spröde Oxidschicht (TiO₂) auf der Oberfläche der Titanlegierung, was zu einer Abnahme der Ermüdungslebensdauer von mehr als 30%führt; Wasserdampf kann zu einer "Wasserstoffverspritzung" von hohem Kohlenstoffstahl führen, was zu Mikrorissen führt.
Ungleichmäßige Wärmeübertragung
Der Gasrückstand verringert die Gleichmäßigkeit der Vakuumumgebung, was zu einer Abnahme der thermischen Strahlungseffizienz zwischen dem Tablett und dem Werkstück führt. Experimentelle Daten zeigen, dass die Heizungsrate -Abweichung des Aluminiumlegierungswerkstücks 15%erreichen kann, was zu lokaler Überhitzung oder Unterbrennen führt.
Verschlechterung der Materialeigenschaften
Während des Entgasungsprozesses können Schlüsselelemente einiger Legierungen (wie Magnesium und Zink) aufgrund der Vergasung verloren gehen. Als Beispiel nimmt die Zugfestigkeit bei einem Anstieg der Verlustrate von Magnesium um 0,1% die Zugfestigkeit um 0,1% um etwa 50 MPa ab.
3. Optimierungsstrategie: Zusammenarbeit verbessert von Materialien zu Prozessen
Pallet -Material -Upgrade
Durch die Auswahl niedriger Outgassing -Rate -Materialien wie chemische Dampfablagerung (CVD) mit Siliziumkarbid -Graphit kann die Schwefelfreisetzung auf 10⁻⁷ Pa · m³/s reduziert werden. Verbundwerkstoffe auf Keramikbasis (z. B. al₂o₃-sic) haben sowohl eine geringe Ausgasung als auch eine hohe thermische Leitfähigkeit.
Vorbehandlungsprozess Innovation
Vor dem Backen des Tabletts (800 ° C, 10 Stunden Vakuumglühen) können mehr als 90% des adsorbierten Gases entfernen. Die NASA -Forschung zeigt, dass die Gasfreisetzung von vorbehandelten Edelstahlschalen in einem Vakuumofen um 76%reduziert wird.
Dynamische Vakuumkontrolltechnologie
Während der Heizstufe werden eine molekulare Pumpe und eine kryogene Pumpe verwendet, um den Vakuumgrad unter 10⁻⁴ PA zu stabilisieren. Während des Kühlstadium