In che modo l'effetto degasaggio del vassoio di trattamento termico sotto vuoto influisce sulla qualità del pezzo?

Nella produzione di fascia alta, la tecnologia di trattamento del calore a vuoto è ampiamente utilizzata nelle attrezzature aerospaziale, nell'attrezzatura medica e negli strumenti di precisione a causa delle sue caratteristiche di ossidazione senza ossidazione, bassa deformazione e controllo preciso della temperatura. Tuttavia, un collegamento spesso trascurato in questo processo: l'effetto degasping (outgassing) del vassoio per il trattamento termico - Può diventare un "killer invisibile" della qualità del pezzo.
1. Meccanismo e fonte dell'effetto degasaggio
In un ambiente a vuoto, le molecole di gas (come H₂O, O₂, CO₂, ecc.) ADSORBILE sulla superficie del vassoio di trattamento termico e del pezzo, nonché i gas disciolti nel materiale (come H₂, N₂) saranno rapidamente rilasciati a causa delle condizioni di alta temperatura e bassa pressione. Questo processo è chiamato "degasting". In particolare, quando la densità del materiale del vassoio (come grafite, acciaio inossidabile o ceramica) è insufficiente o il pretrattamento non è sufficiente, le sostanze volatili (come composti di zolfo e fosforo) rimanenti nei suoi pori aggraveranno ulteriormente l'effetto degasaggio. Ad esempio, quando il vassoio di grafite è superiore a 600 ° C, la velocità di rilascio dello zolfo può raggiungere 10⁻⁴ pa · m³/s, inquinando in modo significativo l'ambiente del vuoto.
2. Impatto negativo dell'effetto degasaggio sulla qualità del pezzo
Contaminazione da superficie e ossidazione
Le molecole di gas rilasciate mediante degassing reagiranno con la superficie del pezzo. Ad esempio, quando la pressione parziale dell'ossigeno supera 10⁻⁵ pa, si formerà uno strato di ossido fragile (tio₂) sulla superficie della lega di titanio, con conseguente riduzione della durata della fatica superiore al 30%; Il vapore acqueo può causare "idrogeno abbracci" in acciaio ad alto contenuto di carbonio, causando microcrack.
Trasferimento di calore irregolare
Il residuo di gas ridurrà l'uniformità dell'ambiente del vuoto, con conseguente riduzione dell'efficienza delle radiazioni termiche tra il vassoio e il pezzo. I dati sperimentali mostrano che quando il grado di vuoto scende da 10⁻³ Pa a 10⁻¹ Pa, la deviazione del tasso di riscaldamento del pezzo in lega di alluminio può raggiungere il 15%, causando il surriscaldamento locale o il sottobosco.
Deterioramento delle proprietà del materiale
Durante il processo di degassing, gli elementi chiave di alcune leghe (come magnesio e zinco) possono essere persi a causa della gassificazione. Assumendo la lega di alluminio aeronautico 7075 come esempio, per ogni aumento dello 0,1% del tasso di perdita di magnesio, la sua resistenza alla trazione diminuirà di circa 50 MPa.
3. Strategia di ottimizzazione: miglioramento collaborativo dai materiali ai processi
Aggiornamento del materiale del pallet
La scelta di materiali a basso tasso di outgassing, come la grafite rivestita in carburo di silicio in silicio a vapore chimico (CVD), può ridurre il rilascio di zolfo a 10⁻⁷ pa · m³/s. I compositi a base di ceramica (come Al₂o₃-SIC) hanno sia una bassa degassamento che un'elevata conducibilità termica.
Innovazione del processo di pretrattamento
Il pre-cottura del vassoio (800 ℃, 10 ore di ricottura del vuoto) può rimuovere oltre il 90% del gas adsorbito. La ricerca della NASA mostra che il rilascio di gas di vassoi pretrattati in acciaio inossidabile in un forno a vuoto è ridotto del 76%.
Tecnologia dinamica di controllo del vuoto
Durante la fase di riscaldamento, una pompa molecolare e una pompa criogenica vengono utilizzate per stabilizzare il grado di vuoto inferiore a 10⁻⁴ PA; Durante la fase di raffreddamento, viene introdotto il gas argon ad alta purezza (purezza 99,999%) per inibire efficacemente l'ossidazione secondaria. .