Познакомим вас с технологическими газами вакуумной печи

Принципы проектирования вакуумной печи:
Принцип конструкции вакуумной печи заключается в удалении окружающего воздуха в печи в начале термообработки, и в то же время можно вводить технологический газ для достижения удельного давления ниже атмосферного давления. Таким образом, вакуумная печь может хорошо управлять. количество газа, проходящего через печь в течение всего процесса, тип и качество. Газовая закалка инертными газами является широко используемым методом контроля скорости и результатов закалки. Кроме того, по мере повышения температуры в горячей зоне добавление определенных технологических газов может обеспечить дополнительные преимущества, улучшая результаты различных применений термообработки. Первым этапом процесса вакуумной термообработки является удаление воздуха из печи.
Нагретые металлические детали особенно чувствительны к реакции с элементами, обычно присутствующими в воздухе, такими как водяной пар или кислород, поэтому удаление воздуха может значительно снизить ненужные вредные реакции. Однако введение определенных технологических газов также может привести к реакциям или условиям, необходимым в рамках процесса. Загрузка технологического газа во время процесса нагрева может принести много преимуществ. Некоторые процессы могут потребовать введения очень небольшого количества газа (от 0,01 Торр до 10 Торр), например водорода, чтобы помочь удалить оксиды, или добавления таких элементов, как углерод, для поверхностного науглероживания, или добавления других инертных газов для ограничить использование таких элементов, как Cr, в высокотемпературных процессах улетучивания. Другие процессы могут потребовать введения достаточного количества технологического газа (1 атмосфера или выше) для достижения конвективного нагрева за счет использования внутреннего вентилятора для равномерного нагрева деталей сложной геометрии или большого поперечного сечения.

Процесс парциального давления в вакуумной печи:

поддержание контроля реакции при давлении, близком к вакууму. Процесс парциального давления означает, что после того, как печь достигает состояния вакуума, в печь заливается очень небольшой поток технологического газа для генерации или контроля реакции. температура повышается. Технологический газ может представлять собой инертный газ, такой как аргон или азот, или химически активный газ, такой как водород или ацетилен. Процесс термообработки при парциальном давлении можно использовать в качестве продувки печи, то есть путем добавления инертного газа для удаления большей части оставшихся атомов и молекул газа в печи. Когда инертный газ (например, аргон) добавляется в печь во время процесса нагрева, он может вызывать движение более мелких атомов или молекул, таких как водород, кислород и азот, заставляя их быстро выбрасываться из печи, когда система эвакуируется во второй раз.

Инертный газ также может замедлить испарение таких элементов, как Cr, которые легко выпадают в осадок с поверхности заготовки при высоких температурах и чрезвычайно низких давлениях. После заполнения инертным газом даже очень низкое парциальное давление инертного газа может помочь предотвратить осаждение элементов в хромсодержащих материалах. Некоторые стальные материалы особенно подвержены окислению, и перед термообработкой на их поверхности могут даже образовываться оксиды. Поэтому иногда нам необходимо ввести водород в процесс термообработки при определенной температуре, чтобы способствовать реакции некоторых оксидов металлов с введенным водородом, тем самым уменьшая окисление заготовки. (Хотя с точки зрения безопасности разумно быть очень осторожным при введении водорода в любую систему, его использование в процессах термообработки деталей, содержащих титан или некоторые медные сплавы, обычно не рекомендуется.) В AvaC цементация под низким давлением и т. д. При этом добавление технологических газов, таких как ацетилен, при низком давлении помогает обеспечить решения для цементации, отвечающие конкретным требованиям. Это особенно эффективно для деталей очень сложной геометрии: например, деталей, изготовленных из порошкового металла. В дополнение к этим процессам можно использовать газовые системы парциального давления, чтобы избежать диффузионной связи между деталями и оснасткой и обеспечить этап временного охлаждения, тем самым повышая эффективность вакуумного охлаждения.

Процесс конвекционного нагрева в вакуумной печи:

Процесс конвекции заключается в заполнении печи инертным газом в состоянии вакуума до тех пор, пока давление в контейнере не станет равным или выше одной атмосферы. Может показаться не таким уж большим смыслом вакуумировать печь до почти вакуума, а затем заполнять ее другим газом до того же давления, которое было до вакуумирования, но, контролируя элементы, присутствующие в перезаряженном газе, вы можете гарантировать, что с которым вы имеете дело Детали не вступают в реакцию с вредными элементами, которые могут присутствовать в окружающем воздухе, такими как вода или кислород.

Вакуумные печи в основном передают тепло посредством теплового излучения. В вакуумной среде, поскольку нет окружающего воздуха, тепло не передается конвекцией. В результате операторы имеют эффективный контроль над температурой процесса и однородностью на всех критических этапах теплопередачи. Однако, поскольку тепловое излучение передает энергию в линейном направлении, такая геометрия, как сложные изогнутые поверхности и глубокие отверстия, может существенно повлиять на стабильность процесса термообработки. Заполнение печи инертным газом при атмосферном давлении или выше позволяет лучше контролировать равномерность нагрева сложных компонентов. А при более низких температурах конвективное отопление более эффективно, чем лучистое. Воздушный поток, создаваемый внутренними конвекционными вентиляторами, обеспечивает эффективную передачу тепла по всей геометрии сложных компонентов. Воздушный поток может обеспечить более равномерную передачу тепла к глубоким отверстиям или острым углам, гарантируя, что вся деталь нагревается равномерно и быстрее достигает желаемой температуры выдержки. Это эффективно сокращает время процесса и ускоряет цикл производства сложных деталей, обеспечивая при этом однородность температуры. Заключение Хотя основной функцией вакуумной печи является возможность закалки газом, добавление технологического газа во время процессов нагрева и выдержки добавляет оборудованию больше функций и расширяет спектр применения. Парциальное давление и конвекционный нагрев позволяют вакуумной печи более точно контролировать рабочую среду в печи, что делает вакуумную печь идеальным инструментом для стабильного производства и чистых заготовок.