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真空加熱工件表面光亮度及美觀(guān)度解析
真空熱處理是一種將熱處理工藝在真空狀態(tài)下進(jìn)行的技術(shù)，它具有多種優(yōu)點(diǎn)，其中之一就是能夠提升工件表面的光亮度和美觀(guān)度。以下是具體原因和表現(xiàn)：
原因之一:由于真空度高,真空爐內(nèi)殘存氣體的分子密度(單位體積中殘存的分子數(shù))很小，氧化介質(zhì)極稀薄，殘存氣體分子與金屬的碰撞頻率下降，氣一固界面上的氧化物等反應(yīng)速度變得極其緩慢，氧化作用被抑制。表面上即使形成氧化膜也很薄，只有1~2nm，不會(huì)形成可見(jiàn)的氧化膜，所以，可以認(rèn)為金屬?zèng)]有被氧化。
原因之三:真空爐內(nèi)殘存氣體的實(shí)際成分并不是大氣成分隨氣壓降低而成比例變化的。對(duì)真空爐內(nèi)氣體成分實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在1.33 × 10-1Pa真空度下，真空爐（全套)內(nèi)殘存的氣體中，空氣只占體積分?jǐn)?shù)0.5%左右，其余大部分是水蒸氣及其他物質(zhì)的蒸發(fā)氣體等。水蒸氣占?xì)堄囿w積分?jǐn)?shù)可達(dá)25%~75%，其來(lái)源主要是真空爐結(jié)構(gòu)材料、發(fā)熱體材料和工件吸附氣體在抽真空和加熱過(guò)程中的解吸。其他物質(zhì)蒸發(fā)氣體，如工件表面油污蒸發(fā)，油蒸發(fā)泵、擴(kuò)散泵用油的蒸氣在300℃以上發(fā)生分解，放出氫、碳和各種碳化物氣體，在真空爐內(nèi)形成一定量的含碳?xì)怏w，在高溫1000℃下，水蒸氣含量下降到體積分?jǐn)?shù)的1%~4%，含氧量比大氣壓的下降2~3個(gè)數(shù)級(jí)，而還原性氣體成分H2、CO的比例上升，就氣氛而言，氧化的可能性減少，即使有微量氧化，形成的氧化膜也會(huì)被還原。
因此，在真空中加熱，氧化作用被抑制，可獲得光亮的表面。
凈化作用。由上述可知，真空條件下加熱，工件表面的氧化膜被還原。同時(shí)，在真空爐內(nèi)氧分壓很低的情況下，金屬氧化物可分解為亞氧化物，亞氧化物在真空加熱中容易升華而揮發(fā)，由真空泵抽走。
附著在工件表面的油污是碳、氫、氧化合物，蒸氣壓較高，在真空條件下加熱易揮發(fā)或分解，被真空泵抽走，起到凈化.工件表面的作用。
脫氣作用。通常，金屬中總會(huì)溶解有一定量的氣體，如H2、O2、N2等，在真空條件下進(jìn)行熱處理，有利于金屬脫氣。金屬的脫氣，有利于提高它的塑性和強(qiáng)度。溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,有利于促使溶解于金屬中的氣體擴(kuò)散到表面;真空度越高，氣壓越低．越有利于擴(kuò)散到金屬表面的氣體逸出。
蒸發(fā)現(xiàn)象。常壓下，金屬及其合金的蒸發(fā)很少，但是在真空條件下進(jìn)行熱處理,金屬表面合金元素的蒸發(fā)有時(shí)是很?chē)?yán)重的,這將會(huì)造成表面合金元素的貧乏，從而改變合金組織,使力學(xué)性能下降，而且金屬的蒸發(fā)，可導(dǎo)致鄰近的工件表面黏結(jié)，影響工.件表面光亮度，甚至于報(bào)廢。也可使加熱元件及爐體污染，造成短路。如Zn、Mg、Mn、Al、Cr等元素蒸氣壓較高，極易蒸發(fā)。所以，在高鉻鋼、高速鋼進(jìn)行真空熱處理時(shí)，應(yīng)考慮合金元素的蒸發(fā)問(wèn)題。對(duì)于一般合金結(jié)構(gòu)鋼,因處理溫度低及熱處理后切削余量大于產(chǎn)生蒸發(fā)的表面層厚度，影響不大，可不考慮。
通常,為了保證工件表面的光亮度又要減少合金元素的蒸發(fā)，可以先將爐內(nèi)氣壓抽到較高的真空度，隨即充入高純度氮?dú)饣驓鍤?，使?fàn)t內(nèi)氣壓維持在26.6~200Pa下進(jìn)行熱處理。
加熱速度緩慢。在真空中加熱,因氣體稀薄,而使得進(jìn)行傳熱的三種方式——傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射中只以輻射為主。而在600℃以下，輻射作用又很微弱，所以，真空加熱速度緩慢。
在當(dāng)今追求品質(zhì)、高性能的工業(yè)制造大環(huán)境下，真空熱處理技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在金屬工件的處理方面發(fā)揮著不可替代的作用。從對(duì)工件表面光亮度的提升，到對(duì)美觀(guān)度的有效改善，真空熱處理都展現(xiàn)出的應(yīng)用價(jià)值。
從光亮度的角度來(lái)看，真空熱處理通過(guò)創(chuàng)造無(wú)氧化、無(wú)脫碳、無(wú)滲碳的環(huán)境，脫脂除氣的作用以及特殊的表面處理效果，讓金屬工件煥發(fā)出原本的金屬光澤，甚至產(chǎn)生獨(dú)特的表面色澤效果。這不僅滿(mǎn)足了產(chǎn)品對(duì)外觀(guān)光亮的基本要求，更在某些情況下為工件賦予了獨(dú)特的視覺(jué)特征。
從美觀(guān)度的角度出發(fā)，真空熱處理的無(wú)污染和公害特性保證了工件表面的純凈性，無(wú)氫脆危險(xiǎn)確保了工件表面的完整性，高自動(dòng)化程度減少了人為因素造成的表面瑕疵。這些因素綜合起來(lái)，使得經(jīng)真空熱處理后的工件在美觀(guān)度上達(dá)到了一個(gè)較高的水平。
以上就是東宇東庵介紹的真空熱處理工件表面光亮度及美觀(guān)度解析。
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