Technische Probleme der Vakuumwärmebehandlung von Stahlwerkstoffen

Unter Vakuumwärmebehandlung versteht man eine neue Art der Wärmebehandlungstechnologie, bei der der gesamte oder ein Teil des Wärmebehandlungsprozesses im Vakuumzustand (weniger als eine Atmosphäre) durchgeführt wird. Durch die Vakuumwärmebehandlung können fast alle Wärmebehandlungsprozesse realisiert werden, die bei der herkömmlichen Wärmebehandlung möglich sind, die Qualität der Wärmebehandlung wird jedoch erheblich verbessert.

Im Vergleich zur herkömmlichen Wärmebehandlung kann bei der Vakuumwärmebehandlung keine Oxidation, keine Entkohlung und keine Aufkohlung erreicht werden. Es kann Phosphorspäne auf der Oberfläche des Werkstücks entfernen und hat die Funktion des Entfettens und Entgasens, um den Effekt der Oberflächenglanzreinigung zu erzielen. Achten Sie bei der Durchführung einer Vakuumwärmebehandlung auf die folgenden Punkte.

Das Problem der zunehmenden Kohlenstoffemissionen.

Das Vakuum-Ölabschrecken ist derzeit der Hauptprozess der Vakuum-Wärmebehandlung. Die technische Schwierigkeit bei der Entwicklung der Vakuum-Öl-Abschrecktechnologie ist das Problem der Aufkohlung durch Vakuum-Öl-Abschrecken. Die Oberfläche des Stahls wird aktiviert, wenn er im Vakuum auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Die aktivierten Kohlenstoffatome, die durch die thermische Zersetzung des Abschrecköls beim Vakuumabschrecken entstehen, infiltrieren während des Ölabschreckprozesses und bilden eine aufgekohlte Schicht auf der Oberfläche des Werkstücks. Dieses Aufkohlungsphänomen wird mit steigender Abschrecktemperatur schwerwiegender.

Die Folge einer Erhöhung des Kohlenstoffgehalts ist eine Verringerung der Ermüdungsleistung. Um das Auftreten dieses Phänomens zu verhindern, sollte ein Vakuumabschrecköl guter Qualität ausgewählt und der Wärmebehandlungsprozess verbessert werden. Vakuumabschrecköl erfordert einen niedrigen Sättigungsdampfdruck, eine gute chemische Stabilität, einen geringen Restkohlenstoff und geringe Verunreinigungen sowie einen niedrigen Säurewert. Der Schlüssel liegt darin, die Stabilität der Langzeitnutzung sicherzustellen. Im Hinblick auf den Vakuumabschreckprozess ist es notwendig, einen geeigneten Heizvakuumgrad auszuwählen und eine zweistufige Kühlmethode mit Gasfüllung und dann mit Öl oder Gasöl anzuwenden.

Darüber hinaus gibt es beim Vakuum-Öl-Abschreckofen zur Lösungsbehandlung ein Aufkohlungsproblem. Beim Betrieb des Vakuum-Öl-Abschreckofens wird das an der Gabel und am Korb des Vakuum-Öl-Abschreckofens befestigte Öl während des Betriebs in die Heizkammer gebracht, um dort zu einem Aufkohlungsmittel zu werden. Eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts erhöht nicht nur die Kaltverfestigungsrate, sondern verschlechtert auch die Korrosionsbeständigkeit und beeinträchtigt den Festigkeitsmechanismus der Legierung.

Zu den Lösungen gehören: Reinigen des Öls, das am Vakuum-Ölabschreck-Ladegabelkorb befestigt ist; nach dem Umwickeln Erhitzen der festen Lösung, um die Möglichkeit eines Kohlenstoffkontakts mit der Legierung zu verhindern; aber für austenitischen Edelstahl. Für ausscheidungshärtender EdelstahlBei Stahl und anderen Stählen, die eine niedrige Abkühlgeschwindigkeit für die Behandlung mit fester Lösung erfordern, ist die Umstellung auf einen Vakuum-Abschreckofen die beste Methode. Im Allgemeinen wird hochreines flüssiges Argon als Gasquelle für die Gaskühlung verwendet, und der Sauerstoffgehalt sollte weniger als 0.0002 % betragen.

Zweitens das Problem der Löschgeschwindigkeit.

Unter niedrigem Vakuumdruck verringert sich die Kühlkapazität des Vakuumabschrecköls und bei einigen Stählen kann der Zweck des Abschreckens möglicherweise nicht erreicht werden. Füllen Sie daher vor dem Abschrecken die Abschreckkammer mit hochreinem Neutral- oder Inertgas, um einen bestimmten Druck auf der Öloberfläche zu erzeugen. Anschließend kann der Stahl vollständig abgeschreckt werden und eine helle Oberfläche erhalten werden. Der niedrigste Flüssigkeitsoberflächendruck, der die gleiche Abschreckhärte wie unter Atmosphärendruck erreichen kann, wird als kritischer Abschreckdruck bezeichnet. Bei Stahl mit schlechter Härtbarkeit sollte er abgeschreckt werden, indem zuerst Gas und dann Öl eingefüllt werden.

Der Öloberflächendruck sollte höher sein als sein kritischer Abschreckdruck. Im Allgemeinen liegt die Einstellung bei etwa 5´104 Pa, sie sollte jedoch nicht niedriger als 1´104 Pa sein. In den letzten Jahren hat die Vakuum-Druckgasabschreckung eine rasante Entwicklung erlebt. Vakuumdruckluftkühlung verbessert die Abkühlgeschwindigkeit und kann herkömmliche Luftkühlung, teilweise Ölkühlung oder Stufenabschreckung ersetzen und eine kontrollierte Kühlung erreichen, um den Zweck einer angemessenen Kühlung zu erreichen.

Um die Abkühlgeschwindigkeit beim Vakuumabschrecken zu erhöhen, können folgende Methoden angewendet werden:

(1) Verwenden Sie einen großen Wärmetauscher, um die Temperatur des Löschgases zu senken.

(2) Erhöhen Sie die Gasgeschwindigkeit und den Durchfluss;

(3) Wechseln Sie zum unidirektionalen Luftstrom. Es handelt sich um einen 360°-umlaufenden Hochdruckstrahlstrom oder einen abwechselnden Strahl nach oben und unten, links und rechts;

(4) Gas mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwenden. In Bezug auf Sicherheit und Kosten weist das 80 % He20 % N2-Mischgas die beste Abkühlrate, die niedrigsten Kosten und die Sicherheit auf. Theoretisch hat der Kühlzustand von 2´106 Pa He die Kühlgeschwindigkeit der Ölkühlung erreicht, und der Kühlzustand von 4´106 Pa H2 kann die Kapazität der Wasserkühlung erreichen. (Stahlforschungsinstitut)

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