Problemas técnicos del tratamiento térmico al vacío de materiales de acero
El tratamiento térmico al vacío se refiere a un nuevo tipo de tecnología de tratamiento térmico en el que todo o parte del proceso de tratamiento térmico se realiza en un estado de vacío (menos de una atmósfera). El tratamiento térmico al vacío puede realizar casi todos los procesos de tratamiento térmico que pueden estar involucrados en el tratamiento térmico convencional, pero la calidad del tratamiento térmico mejora enormemente.
En comparación con el tratamiento térmico convencional, el tratamiento térmico al vacío no puede lograr oxidación, descarburación ni carburación. Puede eliminar las virutas de fósforo en la superficie de la pieza de trabajo y tiene las funciones de desengrase y desgasificación, para lograr el efecto de purificación brillante de la superficie. Preste atención a los siguientes problemas al realizar el tratamiento térmico al vacío.
La cuestión del aumento de carbono.
El enfriamiento con aceite al vacío es actualmente el proceso principal del tratamiento térmico al vacío. La dificultad técnica encontrada en el desarrollo de la tecnología de enfriamiento con aceite al vacío es el problema de la carburación por enfriamiento con aceite al vacío. La superficie del acero se activa cuando se calienta al vacío a altas temperaturas. Los átomos de carbón activado formados por la descomposición térmica del aceite de enfriamiento durante el enfriamiento al vacío se infiltran durante el proceso de enfriamiento del aceite para formar una capa carburada en la superficie de la pieza de trabajo. Este fenómeno de carburación se agrava a medida que aumenta la temperatura de enfriamiento.
La consecuencia de aumentar el carbono es reducir el rendimiento a la fatiga. Para evitar la aparición de este fenómeno, se debe seleccionar aceite de enfriamiento al vacío de buena calidad y se debe mejorar el proceso de tratamiento térmico. El aceite de enfriamiento al vacío requiere baja presión de vapor saturado, buena estabilidad química, bajo contenido de carbón e impurezas residuales y bajo índice de acidez; la clave es garantizar la estabilidad del uso a largo plazo. En términos del proceso de enfriamiento al vacío, es necesario seleccionar un grado de vacío de calentamiento adecuado y adoptar un método de enfriamiento de dos etapas lleno de gas y luego de aceite o gas-oil.
Además, existe un problema de carburación con el horno de enfriamiento de aceite al vacío para el tratamiento de la solución. En el funcionamiento del horno de enfriamiento de aceite al vacío, el aceite unido a la horquilla y la cesta del horno de enfriamiento de aceite al vacío se lleva a la cámara de calentamiento durante la operación para convertirse en un agente de cementación. El aumento de carbono no solo aumentará la tasa de endurecimiento por trabajo en frío, sino que también deteriorará la resistencia a la corrosión y afectará el mecanismo de fortalecimiento de la aleación.
Las soluciones incluyen: fregar y limpiar el aceite adherido a la canasta de la horquilla de carga de enfriamiento del aceite de vacío; después de envolver, calentar la solución sólida para evitar la posibilidad de que el carbono entre en contacto con la aleación; pero para acero inoxidable austenítico. Para acero inoxidable endurecido por precipitacións y otros aceros que requieren una baja velocidad de enfriamiento para el tratamiento con solución sólida, el mejor método es cambiar a un horno de temple al vacío. Generalmente, se utiliza argón líquido de alta pureza como fuente de gas para el enfriamiento del gas, y el contenido de oxígeno debe ser inferior al 0.0002%.
En segundo lugar, el problema de la velocidad de extinción.
A baja presión de vacío, la capacidad de enfriamiento del aceite de enfriamiento al vacío disminuye y, para algunos aceros, es posible que no se logre el propósito de enfriamiento. Por esta razón, antes de templar, llene la cámara de templado con gas neutro o inerte de alta pureza para crear una cierta presión sobre la superficie del aceite, y luego el acero se puede templar completamente y se puede obtener una superficie brillante. La presión superficial del líquido más baja que puede obtener la misma dureza de enfriamiento que bajo presión atmosférica se denomina presión de enfriamiento crítica. En el caso del acero con poca capacidad de endurecimiento, debe templarse llenando primero el gas y luego el aceite.
La presión de la superficie del aceite debe ser más alta que su presión crítica de enfriamiento. Generalmente, el ajuste es de alrededor de 5´104 Pa, pero no debe ser inferior a 1´104 Pa. En los últimos años, el enfriamiento con gas presurizado al vacío ha logrado un rápido desarrollo. El enfriamiento por aire presurizado al vacío mejora la velocidad de enfriamiento y puede reemplazar el enfriamiento por aire tradicional, el enfriamiento parcial del aceite o el enfriamiento por etapas, y puede lograr un enfriamiento controlado para lograr el propósito de un enfriamiento razonable.
Para aumentar la velocidad de enfriamiento durante el enfriamiento al vacío, se pueden adoptar los siguientes métodos:
(1) Utilice un intercambiador de calor grande para reducir la temperatura del gas de enfriamiento;
(2) Aumentar la velocidad y el caudal del gas;
(3) Cambio a flujo de aire unidireccional Es un flujo de chorro de alta presión circunferencial de 360 ° o que se lanza alternativamente hacia arriba y hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha;
(4) Utilice gas con alta conductividad térmica. En términos de seguridad y costo, el gas mezclado 80% He20% N2 tiene la mejor velocidad de enfriamiento, el costo más bajo y la seguridad. Teóricamente, la condición de enfriamiento de 2´106Pa He ha alcanzado la velocidad de enfriamiento de aceite, y la condición de enfriamiento de 4´106 Pa H2 puede alcanzar la capacidad de enfriamiento por agua. (Instituto de Investigaciones del Acero)