Bagaimana efek degassing dari baki perlakuan panas di bawah kekosongan mempengaruhi kualitas benda kerja?

Dalam manufaktur kelas atas, teknologi perlakuan panas vakum banyak digunakan dalam kedirgantaraan, peralatan medis dan alat presisi karena karakteristik tidak ada oksidasi, deformasi rendah dan kontrol suhu yang tepat. Namun, tautan yang sering diabaikan dalam proses ini - efek degassing (outgassing) dari Baki Perawatan Panas - Dapat menjadi "pembunuh yang tidak terlihat" dari kualitas benda kerja.
1. Mekanisme dan Sumber Efek Degassing
Dalam lingkungan vakum, molekul gas (seperti h₂o, o₂, co₂, dll.) Diadsorpsi pada permukaan baki perlakuan panas dan benda kerja, serta gas yang dilarutkan dalam material (seperti H₂, N₂) akan dilepaskan dengan cepat karena suhu tinggi dan kondisi tekanan rendah. Proses ini disebut "degassing". Secara khusus, ketika kepadatan bahan baki (seperti grafit, baja tahan karat atau keramik) tidak mencukupi atau pretreatment tidak cukup, zat yang mudah menguap (seperti senyawa belerang dan fosfor) yang tersisa di pori -pori akan semakin memperburuk efek degassing. Misalnya, ketika baki grafit di atas 600 ° C, laju pelepasan sulfur dapat mencapai 10⁻⁴ pa · m³/s, secara signifikan mencemari lingkungan vakum.
2. Dampak negatif dari efek degassing pada kualitas benda kerja
Kontaminasi dan oksidasi permukaan
Molekul gas yang dilepaskan dengan degassing akan bereaksi dengan permukaan benda kerja. Misalnya, ketika tekanan parsial oksigen melebihi 10⁻⁵ PA, lapisan oksida rapuh (TiO₂) akan terbentuk pada permukaan paduan titanium, menghasilkan penurunan umur kelelahan lebih dari 30%; Uap air dapat menyebabkan "imbalan hidrogen" baja karbon tinggi, menyebabkan microcracks.
Perpindahan panas yang tidak merata
Residu gas akan mengurangi keseragaman lingkungan vakum, menghasilkan penurunan efisiensi radiasi termal antara baki dan benda kerja. Data eksperimental menunjukkan bahwa ketika derajat vakum turun dari 10⁻³ pa ke 10⁻¹ pa, deviasi tingkat pemanasan dari benda kerja paduan aluminium dapat mencapai 15%, menyebabkan kepanasan atau underburning lokal.
Kerusakan sifat material
Selama proses degassing, elemen kunci dari beberapa paduan (seperti magnesium dan seng) dapat hilang karena gasifikasi. Mengambil Aviation Aluminium Alloy 7075 sebagai contoh, untuk setiap peningkatan 0,1% dalam tingkat kehilangan magnesium, kekuatan tariknya akan berkurang sekitar 50 MPa.
3. Strategi Optimalisasi: Peningkatan Kolaboratif Dari Bahan ke Proses
Peningkatan Bahan Pallet
Memilih bahan laju outgassing rendah, seperti grafit berlapis uap kimia (CVD) silikon karbida, dapat mengurangi pelepasan sulfur menjadi 10⁻⁷ PA · m³/s. Komposit berbasis keramik (seperti Al₂o₃-SIC) memiliki outgassing rendah dan konduktivitas termal yang tinggi.
Inovasi proses pretreatment
Pra-membuat baki (800 ℃, 10 jam anil vakum) dapat menghilangkan lebih dari 90% gas yang teradsorpsi. Penelitian NASA menunjukkan bahwa pelepasan gas baki stainless steel pretreated dalam tungku vakum berkurang 76%.
Teknologi kontrol vakum dinamis
Selama tahap pemanasan, pompa molekuler dan pompa cryogenic digunakan untuk menstabilkan derajat vakum di bawah 10⁻⁴ PA; Selama tahap pendinginan, gas argon dengan kemurnian tinggi (kemurnian 99,999%) diperkenalkan untuk secara efektif menghambat oksidasi sekunder.