Comment l'effet déguisé du plateau de traitement thermique sous vide affecte-t-il la qualité de la pièce?

Dans la fabrication haut de gamme, la technologie de traitement thermique sous vide est largement utilisée dans l'aérospatiale, les équipements médicaux et les outils de précision en raison de ses caractéristiques de non d'oxydation, de faible déformation et de contrôle précis de la température. Cependant, un lien souvent négligé dans ce processus - l'effet de dégazage (dépassement) du plateau de traitement thermique - Peut devenir un "tueur invisible" de la qualité de la pièce.
1. Mécanisme et source d'effet de dégazage
Dans un environnement sous vide, les molécules de gaz (telles que H₂o, O₂, Co₂, etc.) ont adsorbé à la surface du plateau de traitement thermique et de la pièce, ainsi que des gaz dissous dans le matériau (tels que H₂, N₂) seront rapidement libérés en raison de la température élevée et des conditions de faible pression. Ce processus est appelé "dégazage". En particulier, lorsque la densité du matériau du plateau (comme le graphite, l'acier inoxydable ou la céramique) est insuffisante ou que le prétraitement est insuffisant, les substances volatiles (telles que le soufre et les composés de phosphore) restant dans ses pores aggraveront davantage l'effet de dégâts. Par exemple, lorsque le plateau en graphite est supérieur à 600 ° C, le taux de libération de soufre peut atteindre 10⁻⁴ Pa · m³ / s, polluant considérablement l'environnement du vide.
2. Impact négatif de l'effet de dégazage sur la qualité de la pièce
Contamination et oxydation de la surface
Les molécules de gaz libérées par dégazage réagiront avec la surface de la pièce. Par exemple, lorsque la pression partielle de l'oxygène dépasse 10⁻⁵ PA, une couche d'oxyde cash (Tio₂) se formera à la surface de l'alliage de titane, entraînant une diminution de la durée de vie de la fatigue de plus de 30%; La vapeur d'eau peut provoquer une «embouteillage d'hydrogène» de l'acier à haute teneur en carbone, provoquant des microfissures.
Transfert de chaleur inégal
Les résidus de gaz réduiront l'uniformité de l'environnement sous vide, entraînant une diminution de l'efficacité du rayonnement thermique entre le plateau et la pièce. Les données expérimentales montrent que lorsque le degré de vide passe de 10⁻³ PA à 10⁻¹ PA, la déviation de taux de chauffage de la pièce en alliage en aluminium peut atteindre 15%, provoquant une surchauffe locale ou une sous-majorité.
Détérioration des propriétés des matériaux
Pendant le processus de dégazage, les éléments clés de certains alliages (tels que le magnésium et le zinc) peuvent être perdus en raison de la gazéification. Prenant un alliage d'aluminium d'aviation 7075 comme exemple, pour chaque augmentation de 0,1% du taux de perte de magnésium, sa résistance à la traction diminuera d'environ 50 MPa.
3. Stratégie d'optimisation: amélioration collaborative des matériaux aux processus
Mise à niveau du matériau de palette
Le choix des matériaux à faible taux de dégazage, tels que le graphite à revêtement en carbure de silicium en carbure de vapeur chimique (CVD), peut réduire la libération de soufre à 10⁻⁷ pa · m³ / s. Les composites à base de céramique (tels que Al₂o₃-SIC) ont à la fois une faible conductivité thermique et élevée.
Innovation du processus de prétraitement
Le pré-alimentation du plateau (800 ℃, 10 heures de recuit de vide) peut éliminer plus de 90% du gaz adsorbé. La recherche de la NASA montre que la libération de gaz de plateaux en acier inoxydable prétraités dans un four à vide est réduit de 76%.
Technologie dynamique de contrôle du vide
Pendant le stade de chauffage, une pompe moléculaire et une pompe cryogénique sont utilisées pour stabiliser le degré de vide en dessous de 10⁻⁴ PA; Pendant le stade de refroidissement, le gaz argon de haute pureté (pureté 99,999%) est introduit pour inhiber efficacement l'oxydation secondaire.