Vacuüm warmtebehandeling kenmerken

Aug 24, 2022

In hoogvacuüm heeft het de volgende kenmerken:

De chemische activiteit van een hoogvacuümatmosfeer is extreem laag. Tijdens vacuümwarmtebehandeling zullen de reacties die plaatsvinden op het grensvlak van de gasfase en de vaste fase, zoals oxidatie, reductie, decarbonisatie en carbonisatie, niet worden uitgevoerd in de mate dat ze een impact hebben.;

Door de hoogvacuümatmosfeer neemt het volume van het gas zeer snel toe, waardoor het metaal of de legering opgelost gas kan afgeven of het metaaloxide kan ontleden. Juist vanwege de kenmerken van de hoogvacuümatmosfeer is in de hoogvacuümatmosfeer de partiële zuurstofdruk erg laag en wordt het oxidatie-effect onderdrukt. Daarom moet, om het doel van niet-oxidatie te bereiken, de partiële zuurstofdruk lager zijn dan de ontledingsdruk van het oxide.

Heldere warmtebehandeling is een warmtebehandelingsmethode die de oxidatiereactie van metalen werkstukken tijdens warmtebehandeling kan voorkomen en toch een glanzend metalen oppervlak kan verkrijgen. Heldere warmtebehandeling kan ook worden uitgevoerd in een beschermende atmosfeer en inerte gassen zoals argon, helium en stikstof, die ook het doel en de vereisten kunnen bereiken om oxidatie te voorkomen. Vacuüm warmtebehandeling kan alle metalen materialen bereiken om de oorspronkelijke oppervlakteafwerking te behouden, maatnauwkeurigheid en prestatie-eisen. Voor werkstukken die opnieuw moeten worden geslepen, kan de verwerkingsmarge vóór warmtebehandeling aanzienlijk worden verkleind en wordt het proces van oppervlaktereiniging (zoals beitsen, zandstralen, gritstralen, enz.) geëlimineerd. Daarom is vacuümwarmtebehandeling de meest veelbelovende procesmethode en de meest ideale warmtebehandeling "atmosfeer". Het aandeel in warmtebehandelingsapparatuur heeft meer dan 20 procent bereikt, vooral in de luchtvaart, ruimtevaart, elektronische componenten, textiel, gereedschappen en andere gebieden. Het is op grote schaal gebruikt.

Het ontgassende (ontgassende) effect van vacuüm Het ontgassende effect van vacuüm is als volgt. Metaalontgassing kan de plasticiteit en sterkte van het metaal verbeteren. Bij vacuümverwarming zal een bepaalde hoeveelheid gas (waterstof, zuurstof, stikstof, enz.) opgelost in het metalen werkstuk overlopen en ontgassen van het metalen oppervlak, wat bevorderlijk is voor het verbeteren van de plasticiteit en sterkte van het werkstuk. Hoe hoger de temperatuur, hoe intenser de moleculaire beweging, wat meer bevorderlijk is voor het bevorderen van de diffusie van het gas opgelost in het metaal naar het oppervlak, zodat de mate van vacuüm wordt verhoogd, en hoe lager de luchtdruk, het is bevorderlijk naar de overloop van het gas dat op het metalen oppervlak is verspreid.

Bij het smeltproces van metalen materialen absorberen vloeibare metalen H2, O2, N2, CO en andere gassen. Rekening houdend met het feit dat de oplosbaarheid van het metaal in de bovengenoemde gassen toeneemt met de temperatuurstijging, wanneer het vloeibare metaal wordt afgekoeld tot stalen blokken, neemt de oplosbaarheid van het gas in het metaal af, maar vanwege de koelsnelheid is te snel, het gas kan niet volledig worden overstroomd (vrijgelaten), maar blijft in het vaste metaal, waardoor metallurgische defecten ontstaan, zoals poriën en witte vlekken (gevormd door H2) of het lost stevig op in het metaal in een atomaire en ionische toestand.

Bovendien zal tijdens het thermische verwerkingsproces van het smeden van metalen, warmtebehandeling, beitsen, hardsolderen, enz. Gas onvermijdelijk opnieuw worden geabsorbeerd. Op dit moment worden de weerstand, warmtegeleiding, magnetisatie, hardheid, vloeigrens, sterktelimiet, rek, krimp van de dwarsdoorsnede, slagtaaiheid, breuktaaiheid en andere mechanische en fysische eigenschappen van het metaal beïnvloed, dus controleer het gasgehalte van grondstoffen in het metallurgische proces, maar probeer ook het gas te elimineren dat wordt geabsorbeerd in het thermische verwerkingsproces, enz., of door de processtroom te verbeteren om gasabsorptie te voorkomen.

De diffusiesnelheid van gasmoleculen in de vaste fase bepaalt vaak de snelheid van ontgassen. De reden waarom vacuümontgassing het gas in het metaal kan verwijderen, is dat het gas in het metaal kan worden verwijderd onder omstandigheden van negatieve druk, dus de vacuümtoestand in de oven beïnvloedt de snelheid en het effect van vacuümontgassing. Een andere factor die de ontgassing bepaalt effect is de temperatuur in de oven. Hoe hoger de temperatuur, hoe beter het ontgassingseffect. De derde factor is tijd. Hoe langer de ontgasstijd, hoe beter het ontgassingseffect. Rekening houdend met de invloed van factoren als korrelverdikking en metaalfaseovergang kan de temperatuur niet te hoog oplopen. Voor metalen materialen met faseovergang zoals staal heeft vacuümontgassing bij de temperatuur nabij het faseovergangspunt het beste effect. De reden is dat het metaalmateriaal de oplosbaarheid van het gas tijdens de faseovergang vermindert of bevorderlijk is voor de migratie van gasatomen als gevolg van roosterveranderingen tijdens de faseovergang.

Vergeleken met conventionele warmtebehandeling zijn de mechanische eigenschappen (vooral plasticiteit en taaiheid) van werkstukken van metaalmateriaal na vacuümwarmtebehandeling aanzienlijk toegenomen. De reden is dat de vacuümwarmtebehandeling een goed ontgassingseffect heeft. Oppervlaktezuivering en ontvetting worden gebruikt om het werkstuk in een vacuümtoestand te verwarmen. De oxidefilm, lichte roest, nitriden, hydriden, enz. op het oppervlak worden verminderd, ontleed of verdampt en verdwijnen, zodat het metaal een glad oppervlak verkrijgt. Dit is een kenmerk van vacuümwarmtebehandeling.

De oxidatiereactie van een metaal is een omkeerbare reactie. Wanneer het metaal wordt verwarmd, hangt het af van de relatie tussen de partiële zuurstofdruk in de verwarmingsatmosfeer en de ontledingsdruk van het oxide of het een oxidatiereactie of een oxide-ontledingsreactie veroorzaakt.

De ontledingsdruk van zuurstof is de partiële zuurstofdruk die wordt geproduceerd nadat de ontleding van oxiden een evenwicht bereikt. Als de ontledingsdruk van zuurstof groter is dan de partiële zuurstofdruk, valt het oxide uiteen en komt de geproduceerde zuurstof vrij. Wat overblijft is het schone oppervlak van het metaal, waardoor het metaaloppervlak wordt gezuiverd. Er is heel weinig resterende zuurstof in een vacuüm en de partiële zuurstofdruk is erg laag. Hoe hoger het vacuüm, hoe lager de partiële zuurstofdruk, die lager is dan de ontledingsdruk van het oxide. De reactie verloopt naar rechts, dus het vacuüm zorgt voor de ontledingscondities van het metaaloxide bij verhitting.

Bovendien, onder de veronderstelling dat de partiële zuurstofdruk in de oven erg laag is, kunnen metaaloxiden worden ontleed in suboxiden, die gemakkelijk worden gesublimeerd en vervluchtigd bij vacuümverwarming. De stoffen die aan het oppervlak van het werkstuk hechten, zijn voornamelijk olievlekken , enz., die koolstof-, waterstof- en zuurstofverbindingen zijn. De dampspanning is hoog. Ze zijn gemakkelijk vluchtig of ontleden tijdens het vacuümverwarmingsproces en worden weggepompt door de vacuümpomp om het oppervlak van het werkstuk te zuiveren. Effect.

Opgemerkt moet worden dat wanneer het oxide op het metalen oppervlak in een vacuüm wordt verwarmd, het ook kan reageren met de diffusie van de binnenkant van het metalen materiaal naar H2 en C, waardoor het oxide op het metaaloppervlak wordt verminderd. Tijdens het ontledingsproces van oxiden gaat het ook gepaard met het verwijderen van organische stoffen zoals oliën en vetten. Dat wil zeggen, zonder speciale reiniging om organische stoffen op het oppervlak te verwijderen, kan het oppervlak van het werkstuk ook een glanzend oppervlak hebben. De reden is dat deze oliën en smeermiddelen alifatisch zijn en verbindingen zijn van koolstof, waterstof en zuurstof. De ontledingsdruk is hoog, dus het is gemakkelijk te ontbinden in waterstof, waterdamp, kooldioxide en andere gassen wanneer het in vacuüm wordt verwarmd en vervolgens wordt weggepompt door een vacuümpomp, het zal geen enkele reactie hebben met het oppervlak van de onderdelen bij hoge temperaturen, en toch kan een niet-oxiderend en niet-corrosief schoon oppervlak worden verkregen. Het zuiverende effect van vacuüm verbetert de activiteit van het metaaloppervlak en is bevorderlijk voor de absorptie van C, N, Cr, Si en andere atomen versnelt de snelheden van carbonering, nitrering en stikstof-koolstof co-infiltratie, en de infiltratielaag is meer uniform.

Verdamping van vacuüm Wanneer het werkstuk wordt verwarmd in een vacuümoven, zal het vocht in de oven en de stikstof, zuurstof en koolmonoxide in de lucht verdampen en verdwijnen bij lage temperaturen. Boven 800 graden zullen waterstof-, stikstof- en oxide-ontledingsgassen vrijkomen van het oppervlak van het werkstuk om het oppervlakte-ontgassingseffect te voltooien, en de verdamping gevormd door thermische ontleding en ontsnapping maakt het metalen oppervlak helder. Dit is het kenmerk van vacuümwarmtebehandeling. Het vacuümcoatingproces gebruikt dit principe om het gecoate glas in de jaren negentig in commerciële toepassingen te brengen.

Een ander kenmerk van vacuümwarmtebehandeling is de verdamping van metalen oppervlakte-elementen. Dit komt tot uiting in de warmtebehandeling van hoogchroom koudwerkstaal of chroomroestvrij staal. Na de warmtebehandeling worden de onderdelen aan elkaar gehecht, of tussen de onderdelen en de materiaalkorf (tooling). Het oppervlak is sinaasappelschilachtig en zeer ruw. Tegelijkertijd wordt de corrosieweerstand aanzienlijk verminderd. Dit is het nadeel van vacuüm warmtebehandeling-metaalverdamping. Wat betreft de verdamping van metaal, is de evenwichtsdruk (dampdruk) van stoom die op het metaaloppervlak inwerkt anders. Als de temperatuur hoog is, is de dampdruk hoog en is de verdamping van vast metaal groot; als de temperatuur laag is, de damp De druk is laag. Als de temperatuur zeker is, heeft de dampspanning een bepaalde waarde. Wanneer de externe druk lager is dan de dampdruk bij die temperatuur, zal het metaal verdampen (sublimeren). de dampspanning van het metaal, hoe gemakkelijker het is om te verdampen.

Het is te zien dat de dampspanning van verschillende metalen verschillend is. Afhankelijk van het materiaal van het werkstuk, moet volledige aandacht worden besteed aan het verdampingsprobleem, dat wil zeggen, volgens de dampdruk en verwarmingstemperatuur van de legeringselementen van het behandelde werkstuk tijdens warmtebehandeling, moet de juiste mate van vacuüm redelijk worden gekozen om de verdamping van de oppervlaktelegeringselementen te voorkomen.

Veelgebruikte elementen in staal zoals Mn, Ni, Co en Cr, maar ook elementen zoals Zn, Pb en Cu, de belangrijkste componenten van non-ferrometalen, hebben een hoge dampspanning. Wanneer het in vacuüm wordt verwarmd, is het gemakkelijk om vacuümverdamping te produceren en het werkstuk (of gereedschap) aan elkaar te laten kleven. In feite is er een zekere overeenkomst tussen dampdruk en verwarmingstemperatuur. Zolang de vacuümgraad op de juiste manier wordt gekozen, kan de verdamping van legeringselementen worden voorkomen.

Bovendien kan bij vacuümverwarming rekening worden gehouden met de soorten metalen materialen en kunnen zeer zuivere inerte gassen (dat wil zeggen omgekeerde inflatie zoals zeer zuivere stikstof, zeer zuivere argon, enz.) Bij een bepaalde temperatuur worden geïntroduceerd om de mate van vacuüm in de oven aan te passen, en laagvacuümverwarming kan worden gebruikt om de verdamping van legeringselementen op het oppervlak van het werkstuk te voorkomen. Deze maatregel is effectiever voor sneldraaiend gereedschapsstaal, hooggelegeerd staal en andere werkstukken.