Kāda ir slāpekļa loma vakuuma cietlodē?

Vakuuma posma galvenā loma:
Vakuuma zarnas vakuuma vide ir galvenā cietlodēšanas procesā. Evakuējot krāsni, no krāsns kameras lielākoties tiek noņemtas skābeklis, ūdens tvaiki un citas reaktīvās gāzes.

Tas novērš parastā metāla un cietlodēšanas metāla oksidāciju apkures laikā un augstu - temperatūras cietlodēšanas procesu. Oksidācija var smagi ietekmēt pildvielas metāla mitrumu un plūstamību, izraisot sliktu cietlodētu locītavu kvalitāti (piemēram, nepilnīgu iespiešanos, porainību un ieslēgumus).

Vakuums palīdz arī noņemt gāzes, kas adsorbētas uz sagataves virsmas, eļļas sadalīšanās produktiem un noteiktiem metāla oksīdiem (ko var samazināt noteiktos apstākļos), kā rezultātā rodas tīra, ļoti reaktīva virsma, kas veicina labu cietlodēšanas izplatību un savienošanu.

Dzesēšanas posmā ieviestā slāpekļa kritiskā loma:
Kad cietlodēšanas turēšanas posms beidzas un sākas dzesēšanas posms, neskatoties uz vakuumu krāsnī, augstā - temperatūra (parasti virs 600 grādu) sagataves virsmas joprojām ir ļoti ķīmiski aktīva.

Ja šajā brīdī ir tieši ievadīts gaiss krāsnī (vakuuma sadalīšana), gaisā esošajam skābeklim nekavējoties tiks veikta vardarbīga oksidācijas reakcija ar karsto metāla virsmu, izraisot smagu oksidāciju un krāsas maiņu (zilgani vai melnādainu) uz sagataves virsmas. Tas var ietekmēt pat materiāla īpašības vai sekojošu apstrādi (piemēram, galvanizāciju).

Risinājums: slāpekļa ievadīšana (n₂)
1. Aizsardzības atmosfēra: pirms sagataves temperatūras pazeminās līdz drošam līmenim (parasti zem 400 - 500 grādiem, atkarībā no materiāla), augstas iztikas slāpekļa (parasti ir nepieciešams ļoti zems rasas punkts, piemēram,<-40°C) is injected into the vacuum furnace to restore the furnace to a positive pressure (at or slightly above atmospheric pressure).

2. Skābekļa izolācija: injicētais slāpeklis piepilda krāsns kameru, atšķaidot un izolējot visus atlikušos izsekošanas skābekli, vienlaikus veidojot inertu vidi ap sagatavi.

3. Anti - oksidācija: Slāpeklis ir inerta gāze (visbiežāk brazīviem metāliem, piemēram, nerūsējošajam tēraudam, oglekļa tēraudam, vara sakausējumiem un niķeļa sakausējumiem). Tas ķīmiski nereaģē ar šiem metāliem augstā temperatūrā, efektīvi aizsargājot sagatavi no oksidācijas un krāsas maiņas lēnas dzesēšanas procesa laikā līdz drošai temperatūrai.

4. Paātrināta dzesēšana (papildu efekts): salīdzinot ar vakuuma stāvokli (kas galvenokārt ir atkarīgs no siltuma izkliedes starojuma), slāpekļa pievienošana ļauj konvertēt siltuma pārnesi, ātrāk noņemot siltumu no sagataves un krāsns struktūras nekā tīra vakuuma dzesēšana, tādējādi paātrinot dzesēšanas procesu un uzlabojot ražošanas efektivitāti. Tomēr tas parasti ir sekundārs mērķis; Primārais mērķis joprojām ir oksidācijas profilakse.

Kāpēc izvēlēties slāpekli?

1. Inertums: tas ir inerts līdz visbiežāk izmantotajiem metāliem dzesēšanas temperatūras diapazonā.

2. Izmaksas: Salīdzinot ar citām inertām gāzēm, piemēram, argonu un hēliju, slāpeklis ir ekonomiskākā izvēle, piedāvājot ievērojamas izmaksu priekšrocības lielām - mēroga rūpniecības lietojumprogrammām.

3. Pieejamība: slāpekļa ražošanas tehnoloģija ir nobriedusi, un ir augsta - tīrības slāpeklis ir viegli pieejams.

4. Drošība: nav - toksiska un bez smaržas, tā ir salīdzinoši droša (lai gan augstas koncentrācijas joprojām rada asfiksēšanas risku, tāpēc ieteicams piesardzīgi).
Kopsavilkums:
Darbības laikā ar vakuuma cietsirdību vakuuma vide novērš oksidāciju un attīra virsmu apkures un cietlodēšanas laikā. Slāpeklis tiek ieviests kritiskās dzesēšanas fāzes laikā (augsta - temperatūras zona) kā aizsargājošu atmosfēru, novēršot karstā sagataves oksidāciju un krāsas maiņu, saskaroties ar gaisu dzesēšanas laikā. Tas ir galvenais solis, lai nodrošinātu spilgtu, tīru virsmu un materiāla īpašību uzturēšanu.

Slāpeklis galvenokārt tiek izmantots tā inertiskumam (uz lielāko daļu metālu) un ievērojamas izmaksas - efektivitāte. Dažiem īpašiem augstiem - temperatūras sakausējumiem vai titāna sakausējumiem, kas var reaģēt ar slāpekli (piemēram, veidojot nitrīdus), argonu var izmantot kā dzesēšanas un ekranēšanas gāzi.