Karakteristike vakuumske termičke obrade

Karakteristike vakuumske termičke obrade

U visokom vakuumu ima sljedeće karakteristike:

01

Hemijska aktivnost atmosfere visokog vakuuma je izuzetno niska. Tokom vakuumske termičke obrade, reakcije koje se dešavaju na granici gasne faze i čvrste faze, kao što su oksidacija, redukcija, dekarbonizacija i karburizacija, neće se odvijati u meri u kojoj imaju uticaja.;

02

Atmosfera visokog vakuuma vrlo brzo povećava volumen plina, što može uzrokovati da metal ili legura otpusti otopljeni plin ili razgradi metalni oksid. Upravo zbog karakteristika atmosfere visokog vakuma u atmosferi visokog vakuuma je parcijalni pritisak kiseonika veoma nizak i oksidacioni efekat je potisnut. Stoga, da bi se postigla svrha neoksidacije, parcijalni tlak kisika mora biti niži od tlaka raspadanja oksida.

Svijetla toplinska obrada je metoda toplinske obrade koja može spriječiti reakciju oksidacije metalnih obradaka tokom termičke obrade i još uvijek dobiti svijetlu metalnu površinu. Svijetla termička obrada se također može izvesti u zaštitnoj atmosferi i inertnim plinovima poput argona, helijuma i dušika, čime se također može postići svrha i zahtjevi sprječavanja oksidacije. Vakuumskom toplinskom obradom se mogu postići svi metalni materijali kako bi se održala originalna završna obrada površine, zahtjevi za dimenzionalnom preciznošću i performansama. Za radne komade koje je potrebno ponovo brusiti, margina obrade prije termičke obrade može se znatno smanjiti, a proces čišćenja površine (kao što je kiseljenje, pjeskarenje, pjeskarenje, itd.) je eliminisan. Stoga je vakuumska termička obrada najperspektivnija procesna metoda i najidealnija termička obrada "atmosfere". Njegov udeo u opremi za termičku obradu dostigao je više od 20 odsto, posebno u vazduhoplovstvu, vazduhoplovstvu, elektronskim komponentama, tekstilu, alatima i drugim oblastima. Široko se koristio.

Efekat otplinjavanja (degasiranja) vakuuma Efekat otplinjavanja vakuuma je sledeći. Otplinjavanje metala može poboljšati plastičnost i čvrstoću metala. Pod vakuumskim grijanjem, određena količina plina (vodika, kisika, dušika, itd.) otopljenog u metalnom radnom komadu će se preliti i otplinuti s površine metala, što doprinosi poboljšanju plastičnosti i čvrstoće radnog predmeta. Što je temperatura viša, to je molekularno kretanje intenzivnije, što je pogodnije za poticanje difuzije gasa rastvorenog u metalu na površinu, tako da se stepen vakuuma povećava, a što je pritisak vazduha niži, to je pogodno. do prelijevanja plina raspršenog po metalnoj površini.

U procesu topljenja metalnih materijala, tečni metali apsorbuju H2, O2, N2, CO i druge gasove. Uzimajući u obzir da se rastvorljivost metala u gore navedenim gasovima povećava sa porastom temperature, kada se tečni metal hladi u čelične ingote, rastvorljivost gasa u metalu opada, ali je zbog brzine hlađenja prebrza, gas se ne može potpuno preliti (otpustiti), već ostaje unutar čvrstog metala, stvarajući metalurške defekte kao što su pore i bijele mrlje (formirane od H2) ili se čvrsto rastvara u metalu u atomskom i ionskom stanju.

Osim toga, u procesu termičke obrade kovanja metala, termičke obrade, kiseljenja, lemljenja itd., plin će se neizbježno ponovo apsorbirati. U ovom trenutku utiču na otpornost, provodljivost toplote, magnetizacija, tvrdoća, granica tečenja, granica čvrstoće, istezanje, skupljanje poprečnog presjeka, udarna žilavost, žilavost loma i druga mehanička i fizička svojstva metala, pa kontrolirajte sadržaj plina u metalu. sirovine u metalurškom procesu, ali i pokušati eliminirati plin apsorbiran u procesu termičke obrade itd., ili poboljšanjem toka procesa kako bi se spriječila apsorpcija plina.

Brzina difuzije molekula plina u čvrstoj fazi često određuje brzinu otplinjavanja. Razlog zašto vakuumsko otplinjavanje može ukloniti plin unutar metala je taj što se plin u metalu može ukloniti pod negativnim tlakom, tako da stanje vakuuma u peći utiče na brzinu i učinak vakuumskog otplinjavanja. Još jedan faktor koji određuje otplinjavanje efekat je temperatura u peći. Što je temperatura viša, to je bolji efekat otplinjavanja. Treći faktor je vrijeme. Što je duže vrijeme otplinjavanja, to je bolji efekat otplinjavanja. Uzimajući u obzir utjecaj faktora kao što su zgušnjavanje zrna i fazni prijelaz metala, temperatura ne može porasti previsoko. Za metalne materijale sa faznim prijelazom kao što je čelik, vakuumsko otplinjavanje na temperaturi blizu tačke faznog prijelaza ima najbolji učinak. Razlog je taj što metalni materijal smanjuje rastvorljivost gasa tokom faznog prelaza ili je pogodan za migraciju atoma gasa usled promena rešetke tokom faznog prelaza.

U poređenju sa konvencionalnom termičkom obradom, mehanička svojstva (posebno plastičnost i žilavost) metalnih materijala nakon termičke obrade u vakuumu su značajno porasla. Razlog je taj što vakuumska termička obrada ima dobar efekat otplinjavanja. Površinsko prečišćavanje i odmašćivanje se koriste za zagrijavanje radnog predmeta u vakuumskom stanju. Oksidni film, blaga hrđa, nitridi, hidridi itd. na površini se redukuju, razlažu ili isparavaju i nestaju, tako da metal dobija glatku površinu. Ovo je karakteristika vakuumske termičke obrade.

Reakcija oksidacije metala je reverzibilna reakcija. Kada se metal zagrije, da li proizvodi reakciju oksidacije ili reakciju raspadanja oksida ovisi o odnosu između parcijalnog tlaka kisika u atmosferi zagrijavanja i tlaka razgradnje oksida.

Tlak razgradnje kisika je parcijalni tlak kisika koji nastaje nakon što razgradnja oksida dostigne ravnotežu. Ako je tlak razgradnje kisika veći od parcijalnog tlaka kisika, oksid se raspada i nastali kisik se oslobađa. Ostaje čista površina metala, čime se postiže efekat pročišćavanja metalne površine. U vakuumu je vrlo malo zaostalog kiseonika, a parcijalni pritisak kiseonika je veoma nizak. Što je veći stepen vakuuma, manji je parcijalni pritisak kiseonika, koji je niži od pritiska raspadanja oksida. Reakcija se nastavlja udesno, tako da vakuum osigurava uslove raspadanja metalnog oksida kada se zagrije.

Osim toga, pod pretpostavkom da je parcijalni tlak kisika u peći vrlo nizak, metalni oksidi se mogu razložiti na podokside, koji se lako sublimiraju i isparavaju u vakuumskom zagrijavanju. Supstance koje prianjaju na površinu radnog komada su uglavnom mrlje od ulja. itd., koji su jedinjenja ugljenika, vodonika i kiseonika. Pritisak pare je visok. Lako su isparljivi ili se raspadaju tokom procesa vakuumskog zagrijavanja i pumpa ih vakuum pumpa kako bi se pročistila površina obratka. Efekat.

Treba napomenuti da kada se oksid na metalnoj površini zagrije u vakuumu, on također može reagirati difuzijom iz unutrašnjosti metalnog materijala na H2 i C, smanjujući oksid na površini metala. U procesu razgradnje oksida, također je praćeno uklanjanjem organskih tvari kao što su ulja i masti. To jest, bez posebnog čišćenja za uklanjanje organskih tvari na površini, površina obratka može imati i svijetlu površinu. Razlog je taj što su ova ulja i maziva alifatska i jedinjenja ugljika, vodika i kisika. Pritisak razgradnje je visok, tako da se lako razlaže na vodik, vodenu paru, ugljični dioksid i druge plinove kada se zagrije u vakuumu, a zatim ispumpava vakuum pumpom, neće imati nikakvu reakciju s površinom dijelova na visokim temperaturama, a neoksidirajuća i nekorozivna čista površina se i dalje može dobiti. Efekat pročišćavanja vakuuma povećava površinsku aktivnost metala i pogoduje Apsorpcija C, N, Cr, Si i drugih atoma ubrzava stope karburizacije, nitriranja i koinfiltracije dušika i ugljika, a sloj infiltracije je veći. uniforma.

Isparavanje vakuuma Kada se radni komad zagrije u vakuumskoj peći, vlaga u peći i dušik, kisik i ugljični monoksid u zraku će se ispariti i raspršiti na niskim temperaturama. Iznad 800 stepeni, gasovi razgradnje vodonika, dušika i oksida će se osloboditi sa površine obratka kako bi se dovršio efekat otplinjavanja površine, a isparavanje nastalo termičkim razlaganjem i bijegom čini površinu metala svijetlom. Ovo je karakteristika vakuumske termičke obrade. Proces vakuumskog premazivanja koristi ovaj princip kako bi se obloženo staklo stavilo u komercijalnu primjenu 1990-ih.

Još jedna karakteristika vakuumske termičke obrade je isparavanje metalnih površinskih elemenata. To se ogleda u termičkoj obradi visokohromiranog čelika za hladno obradu ili hromiranog nerđajućeg čelika. Nakon termičke obrade, dijelovi se spajaju jedni s drugima, odnosno između dijelova i korpe za materijal (alat). Površina je poput kore narandže i vrlo hrapava. Istovremeno, otpornost na koroziju je značajno smanjena. Ovo je nedostatak vakuumske termičke obrade - isparavanje metala. Što se tiče isparavanja metala, ravnotežni tlak (pritisak pare) pare koja djeluje na metalnu površinu je različit. Ako je temperatura visoka, pritisak pare je visok, a isparavanje čvrstog metala je veliko; ako je temperatura niska, para Pritisak je nizak. Ako je temperatura određena, tlak pare ima određenu vrijednost. Kada je vanjski tlak manji od tlaka pare na toj temperaturi, metal će ispariti (sublimirati). Što je manji vanjski tlak, odnosno što je veći stupanj vakuuma, to je lakše ispariti, i slično, to je veći pritisak pare metala, to je lakše ispariti.

Može se vidjeti da je pritisak pare različitih metala različit. U zavisnosti od materijala obratka, punu pažnju treba posvetiti problemu isparavanja, odnosno prema pritisku pare i temperaturi zagrevanja legirajućih elemenata tretiranog obratka tokom termičke obrade, treba razumno odabrati odgovarajući stepen vakuuma. kako bi se spriječilo isparavanje površinskih legirajućih elemenata.

Često korišćeni elementi u čeliku kao što su Mn, Ni, Co i Cr, kao i elementi kao što su Zn, Pb i Cu, koji su glavne komponente obojenih metala, imaju visok pritisak pare. Kada se zagrije u vakuumu, lako je proizvesti vakuumsko isparavanje i uzrokovati da se radni komad (ili alat) lijepe jedan za drugog. U stvari, postoji određena podudarnost između tlaka pare i temperature grijanja. Sve dok je stepen vakuuma odabran na odgovarajući način, može se spriječiti isparavanje legirajućih elemenata.

Osim toga, prilikom vakuumskog grijanja mogu se uzeti u obzir vrste metalnih materijala, a inertni plinovi visoke čistoće (tj. obrnuta inflacija kao što su azot visoke čistoće, argon visoke čistoće itd.) mogu se uvesti na određenoj temperaturi. za podešavanje stepena vakuuma u peći, a nisko-vakuumsko grijanje može se koristiti za sprječavanje isparavanja legirajućih elemenata na površini obratka. Ova mjera je učinkovitija za brzorezne alatne čelike, visokolegirane čelike i druge radne predmete.