真空中での蒸発
May 11, 2022| 真空中での蒸発
金属を真空中で加熱すると、炉内の水と空気中の窒素、酸素、一酸化炭素、特にワークピースにコーティングされたグリースやその他の不純物が蒸発し、低温で逃げます。 温度が800度以上に上昇すると、水素、窒素、酸化物の分解ガスがワークピースの表面から放出され、デガッシングが完了します。 熱分解と蒸発散逸現象の形成により、ワークピースの表面にある有害ガスが除去され、酸化物が放出されて金属バックライトが形成されます。これは真空熱処理の1つの側面であり、特に有害ガスを排除するという利点があります。ワークの品質を向上させるための明るい熱処理など、これは両方を持つことができない別の熱処理方法です。
さらに、真空蒸発プロセスの理論的基礎として、真空中での金属の蒸発がうまく適用されてきた。 しかし、真空熱処理の過程で、部品同士が接着したり、部品とフレームの間に接着したりすることがよくあります。 高クロム冷間加工ダイス鋼またはクロムステンレス鋼の処理では、表面がオレンジピールで非常に粗く、耐食性が大幅に低下します。 これらは、真空熱処理の欠点である金属の蒸発特性です。
According to the phase equilibrium theory, the equilibrium pressure (vapor pressure) of the vapor acting on the metal surface is different at different temperatures. High temperature, high vapor pressure, and solid metal evaporation capacity is large; If the temperature is low, the vapor pressure is low, and if the temperature is certain, the vapor pressure is going to be certain. When the external pressure is less than the vapor pressure at this temperature, the metal evaporates (sublimation >現象。 固体から気体に昇華して蒸発することによる空気中の樟脳。 外圧が低いほど真空度が高くなり、蒸発しやすくなります。 同様に、蒸気圧が高い金属は蒸発しやすい傾向があります。
したがって、真空熱処理における蒸発には十分な注意を払う必要があります。 真空度を上げるだけで良い結果が得られると考えるのは包括的ではありません。 作業の種類によっては、蒸発に十分な注意を払う必要があります。 すなわち、熱処理中に処理される金属材料中の合金元素の蒸気圧および加熱温度に応じて、合金元素が蒸発および逃げるのを防ぐために適切な真空度が選択される。
鉄鋼の一般的な合金元素であるMn、Ni、Co、Cr、およびZn、Pb、Cu元素などの非鉄金属の主成分など、真空中での加熱は容易に真空を生成します。蒸発、その結果、互いに、および材料フレームからのワークピースの接着が障害を引き起こした。 また、ステンレス鋼の真空ろう付けには、CuおよびAg-Mn合金（溶加材として）を使用しました。 0 .0133Pa未満に加熱すると、Mnが蒸発し、その組成が大幅に変化したため、ろう付けサイトの強度が大幅に低下しました。 70〜30真ちゅうでの真空焼鈍の場合、Znが著しく蒸発して脱亜鉛するため、明るい表面を得るのは非常に困難です。
ただし、適切に選択すれば、多くの欠陥を回避できます。 Cr12MoVコールドスタンピングダイス鋼など、真空度1.33pa、90分後の温度1 0 50度、分布内の150μmの表面からの距離にあるクロムのX線マイクロアナライザー測定、結果クロム除去の現象は見つかりませんでした。 これは、1.33Paでは、クロムの理論蒸発温度が1205度であるためです。 １０５０度のとき、対応する蒸気圧は低く、約０．０１３３Ｐａ、すなわち、蒸気圧は外部圧力よりも低いので、蒸発はない。 この例は、真空度が適切である限り、合金元素の蒸発を防ぐことができることを示しています。
Mn、Cu、Alなどの合金中のいくつかのより高い蒸気圧の元素は、通常、固体溶液に溶解するか、さまざまな化合物の形で、真空中で、加熱揮発法はそうではないことに注意する必要があります同じですが、それらの傾向は同じで、揮発性であり、一般的に言えば、蒸気圧は純金属蒸気圧よりも低くなります。
また、真空中で加熱する場合は、金属材料の種類に応じて、高純度の不活性ガス（逆インフレーション）で炉内の真空度を調整し、低真空加熱法で防止することも考えられます。合金元素の蒸発。 特に1200度で
上記の温度が加熱されると、Cr、Mnなどはすべて蒸気圧が高く、蒸発しやすく、さらに低真空加熱が必要になります。 高純度により、不活性ガスは真空度を調整できるだけでなく、不活性ガスの存在により、対流サイクルの形成により、金属材料の均一な加熱がより促進されます。
したがって、真空熱処理では、金属の蒸気圧が無視できない問題です。 一般的な合金鋼の場合、第一に、熱処理の加熱温度は、1200度に達すると低くなります。 第二に、一般に、熱処理後のワークの切削許容量は、元素蒸着層の厚さよりも大きいため、ワークの品質に影響を与えることはありません。 ただし、重要な特殊鋼グレードの場合は、蒸気圧に注意を払う必要があります。
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