W jaki sposób efekt odgazowywania tacki obróbki cieplnej pod próżnią wpływa na jakość przedmiotu obrabianego?

W wysokiej klasy produkcji technologia obróbki cieplnej próżniowej jest szeroko stosowana w lotnisku, sprzęcie medycznym i precyzyjnym narzędziom ze względu na jej charakterystykę braku utleniania, niskiego deformacji i precyzyjnej kontroli temperatury. Jednak często pomijany link w tym procesie - efekt odgazowywania (outgassing) Taca na obróbkę cieplną - Może stać się „niewidzialnym zabójcą” jakości obrabiania.
1. Mechanizm i źródło efektu odgazowania
W środowisku próżniowym cząsteczki gazu (takie jak H₂O, O₂, CO₂ itp.) Adsorbowane na powierzchni tacki obróbki cieplnej i obrabia, a także gazy rozpuszczone w materiale (takich jak H₂, N₂) zostaną szybko uwalniane z powodu warunków wysokiej temperatury i niskiego ciśnienia. Proces ten nazywa się „odgazowaniem”. W szczególności, gdy gęstość materiału tacy (takiego jak grafit, stal nierdzewna lub ceramiczna) jest niewystarczająca lub obróbka wstępna jest niewystarczająca, substancje lotne (takie jak związki siarki i fosforu) pozostałe w jego porach dodatkowo pogorszy efekt odgadowywania. Na przykład, gdy taca grafitowa jest powyżej 600 ° C, szybkość uwalniania siarki może osiągnąć 10⁻⁴ PA · m3, co znacząco zanieczyszcza środowisko próżniowe.
2. Negatywny wpływ wpływu odgazowania na jakość przedmiotu obrabianego
Zanieczyszczenie powierzchni i utlenianie
Cząsteczki gazu uwalniane przez odgazowanie reagują z powierzchnią przedmiotu obrabianego. Na przykład, gdy ciśnienie częściowe tlenu przekracza 10⁻⁵ PA, na powierzchni stopu tytanowego powstanie krucha warstwa tlenku (Tio₂), co powoduje spadek żywotności zmęczeniowej o ponad 30%; Para wodna może powodować „kruchość wodoru” ze stali węglowej, powodując mikrokredyty.
Nierównomierny transfer ciepła
Pozostałość gazowa zmniejszy jednorodność środowiska próżniowego, co spowoduje zmniejszenie wydajności promieniowania cieplnego między tacą a przedmiotem obrabianym. Dane eksperymentalne pokazują, że gdy stopień próżni spadnie z 10⁻³ PA do 10⁻¹ PA, odchylenie szybkości ogrzewania aluminiowego przedmiotu ze stopu może osiągnąć 15%, powodując lokalne przegrzanie lub zagranie.
Pogorszenie właściwości materiału
Podczas procesu odgazowania kluczowe elementy niektórych stopów (takich jak magnez i cynk) mogą zostać utracone z powodu zgazowania. Przykładem stopu aluminiowego stopu lotnictwa 7075 dla każdego 0,1% wzrostu szybkości strat magnezu, jego wytrzymałość na rozciąganie spadnie o około 50 MPa.
3. Strategia optymalizacji: Wspólna poprawa z materiałów na procesy
Ulepszenie materiałów paletowych
Wybór materiałów o niskiej szybkości Outgassing, takich jak chemiczne osadzanie pary (CVD) krzemowy grafit, może zmniejszyć uwalnianie siarki do 10⁻⁷ PA · m3/s. Kompozyty oparte na ceramice (takie jak Al₂o₃-Sic) mają zarówno niskie przewodnictwo, jak i wysoką przewodność cieplną.
Innowacje w procesie wstępnym
Wstępne uwielbienie taca (800 ℃, 10 godzin wyżarzania próżniowego) może usunąć ponad 90% zaadsorbowanego gazu. Badania NASA pokazują, że uwalnianie gazu wstępnie obróbki tac ze stali nierdzewnej w piecu próżniowym jest zmniejszone o 76%.
Dynamiczna technologia kontroli próżniowej
Podczas stadium ogrzewania pompa molekularna i pompa kriogeniczna są używane do stabilizacji stopnia próżni poniżej 10⁻⁴ PA; Na etapie chłodzenia wprowadzono gaz argonowy o dużej czystości (czystość 99,999%) w celu skutecznego zahamowania wtórnego utleniania.