真空中の熱処理トレイの脱気効果は、ワークピースの品質にどのように影響しますか？

ハイエンドの製造では、酸化、低変形、および正確な温度制御の特性により、航空宇宙、医療機器、精密ツールで真空熱処理技術が広く使用されています。ただし、このプロセスでしばしば見落とされがちなリンク - 熱処理トレイ - ワークピース品質の「目に見えないキラー」になる可能性があります。
1。脱ガス効果のメカニズムと源
真空環境では、熱処理トレイとワークピースの表面に吸着されたガス分子（H₂O、O₂、Co₂など）、および材料に溶解したガス（H₂、N₂など）は、高温および低圧条件のために急速に放出されます。このプロセスは「DeGassing」と呼ばれます。特に、トレイ材料の密度（グラファイト、ステンレス鋼、セラミックなど）が不十分な場合、または前処理が不十分である場合、揮発性物質（硫黄やリン化合物など）は、毛穴に残っているため、脱ガス効果がさらに悪化します。たとえば、グラファイトトレイが600°Cを超えると、硫黄の放出速度が10〜Pa・m³/sに達する可能性があり、真空環境を大幅に汚染します。
2。ワークピースの品質に対する脱ガス効果のマイナスの影響
表面汚染と酸化
脱ガスによって放出されるガス分子は、ワークピースの表面と反応します。たとえば、酸素の部分的な圧力が10°PAを超えると、チタン合金の表面に脆性酸化物層（Tio₂）が形成され、疲労寿命が30％以上減少します。水蒸気は、高炭素鋼の「水素包含」を引き起こし、マイクロクラックを引き起こす可能性があります。
不均一な熱伝達
ガス残基は真空環境の均一性を低下させ、トレイとワークピースの間の熱放射効率を低下させます。実験データによると、真空度がPAから10°PAに低下すると、アルミニウム合金ワークの加熱偏差が15％に達し、局所的な過熱または下降を引き起こすことが示されています。
材料特性の劣化
脱ガスプロセス中、ガス化によりいくつかの合金（マグネシウムや亜鉛など）の重要な要素が失われる可能性があります。航空アルミニウム合金7075を例にとると、マグネシウムの損失率が0.1％増加するごとに、その引張強度は約50 MPa減少します。
3。最適化戦略：材料からプロセスへの共同改善
パレット材料のアップグレード
化学蒸気堆積（CVD）炭化シリコンコーティンググラファイトなどの低いガス速度材料を選択すると、硫黄の放出を10〜M³/sに減らすことができます。セラミックベースの複合材料（Al₂o₃-SICなど）は、低い導電性と高い熱伝導率の両方を持っています。
前処理プロセスの革新
トレイの事前ベーキング（800℃、10時間の真空アニーリング）は、吸着ガスの90％以上を除去することができます。 NASAの研究によると、真空炉での前処理されたステンレス鋼トレイのガス放出が76％減少していることが示されています。
動的真空制御技術
暖房段階では、分子ポンプと極低温ポンプを使用して、10°PA未満の真空度を安定させます。冷却段階では、高純度のアルゴンガス（純度99.999％）が導入され、二次酸化を効果的に阻害します。