چگونه می توان یک ماده و نوع بخاری صفحه گرمایشی را برای پرس زینترینگ با دمای بالا-خلاء و{1}} انتخاب کرد؟

برای پخت سرامیک‌های پیشرفته، کاربیدها یا فلزات نسوز به پرس نیاز دارید که بتواند در خلاء بالا و در دماهایی که فولادهای استاندارد ساختار خود را از دست می‌دهند و بخارهای قابل‌توجهی تولید می‌کنند، کار کند. در این شرایط بالا صفحه گرمایش به عنصر اصلی ساختاری و حرارتی سیستم تبدیل می شود. از این رو، طراحی یک پرس تف جوشی با خلاء بالا برای صفحات گرمایشی بر اساس موادی است که در شرایط بالاتر از 1000 درجه و سطوح خلاء عمیق، پایدار، مستحکم و فوق{2}}در گازهای خروجی کم هستند.

در این دماها صفحه یک قطعه شعله ور از همان پادشاهی معدنی است که پردازش می کند. انتخاب مواد باید از نسوزترین عناصر موجود در عمل مهندسی انجام شود.

شرایط پردازش فوق العاده برای تف جوشی در خلاء
پرس‌های زینترینگ با خلاء بالا-برای متراکم‌سازی مواد استفاده می‌شوند که به موارد زیر نیاز دارند:

اتمسفرهای گازی با خلوص فوق العاده-

پروفیل دمای دقیق بالای 1000 درجه

اعمال فشار کنترل شده در طول فرآیند پخت

آلودگی کمی از مواد ابزار

محیط خلاء از اکسیداسیون جلوگیری می کند اما به فراریت مواد و خواص خروجی بسیار دقیق نیاز دارد.

چرا فلزات معمولی شکست می خورند
فولادهای ضد زنگ معمولی و آلیاژهای نیکل مناسب نیستند زیرا:

استحکام مکانیکی به سرعت بالای 800-900 درجه کاهش می یابد

خروج گاز قابل توجه در خلاء

آلودگی قطعه کار با آلودگی سطحی

خزش زیاد تحت بار

این محدودیت‌ها نیازمند انتقال به فلزات نسوز و مواد مبتنی بر کربن-است.

انتخاب مواد برای صفحه گرمایش پرس های تف جوشی با خلاء بالا
انتخاب ماده برای صفحه گرمایش پرس تف جوشی با خلاء بالا به پایداری حرارتی، استحکام مکانیکی و سازگاری با خلاء بستگی دارد.

گرافیت به عنوان یک ماده صفحه ای
گرافیت یک ماده متداول است که برای صفحات تف جوشی در خلاء بخصوص در سیستم های دمای متوسط ​​تا بالا استفاده می شود.

خواص کلیدی گرافیت
پایدار در بی اثر یا خلاء تا حدود. 2500 درجه

مقاومت در برابر شوک حرارتی بسیار خوب

صفحه برای هندسه های پیچیده بسیار قابل ماشینکاری است

هزینه نسبتا ارزان در مقایسه با فلزات نسوز

معمولاً در صفحات گرافیتی استفاده می شود:

سیستم‌های پرس داغ-

کوره های متالورژی پودر

پرس سرامیک

گرافیت، با این حال، متخلخل است و باید به درستی تمیز و تصفیه شود تا گاز خروجی کاهش یابد.

مولیبدن و تنگستن برای صفحات بسیار{0}در دمای بالا
از جمله فلزات نسوز مورد استفاده برای سخت‌ترین کاربردهای زینترینگ می‌توان به مولیبدن و تنگستن اشاره کرد.

ویژگی های مولیبدن
نقطه ذوب حدود{0}} درجه

سفتی بالا در دمای بالا

هدایت حرارتی بالاتر از سرامیک

ثبات ابعادی خوب در خلاء

ویژگی های تنگستن
نقطه ذوب: ~3422 درجه

قدرت دمای بالا - عالی است

چگالی و استحکام بالا

مقاومت در برابر خزش عالی

در این دماها، صفحه یک قطعه سوزان از همان پادشاهی معدنی است که پردازش می‌کند، با ویژگی‌های مادی ضروری مشترک با خود اجزای متخلخل.

محدودیت بحرانی
مولیبدن را نمی توان در اتمسفرهای اکسید کننده استفاده کرد. دمای بالا باعث اکسیداسیون سریع می شود که منجر به تجزیه مواد فاجعه آمیز می شود. در نتیجه، سیستم‌های مولیبدن و تنگستن فقط در موارد زیر قابل استفاده هستند:

شرایط خلاء بالا

اتمسفر گاز بی اثر (آرگون، هلیون)

کاهش شرایط کنترل شده

فن آوری های عناصر گرمایش صفحات خلاء
گرمایش در پرس های زینترینگ با خلاء بالا توسط عناصر نسوز مناسب تامین می شود.

بخاری های سیمی مولیبدن
سیم مولیبدن معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با تنظیمات خلاء و دمای بالا سازگار است. ممکن است این باشد:

داخل ساختارهای گرافیتی

آویزان در پشت پرده های نور

در داخل مجموعه های صفحه ساخته شده است

اجزای کاربید سیلیکون
میله‌های SiC گاهی اوقات در سیستم‌های خلاء پایین یا انتقالی استفاده می‌شوند. این عناصر عمدتاً بخاری تابشی هستند و در خارج از سطح صفحه قرار دارند.

تسلط گرمایش تابشی
همرفت در خلاء زیاد مهم نیست. روش اصلی انتقال گرما عبارت است از:

تشعشع از عنصر گرمایش

هدایت ساختار صفحه ای

سپرهای حرارتی که منعکس کننده هستند

کنترل خروج گاز و سازگاری با خلاء
ضروری است که ماده خالص باشد زیرا هر گونه گازی که در سیستم های تف جوشی خلاء منتشر می شود می تواند به خلاء آسیب برساند و نتیجه زینترینگ را لکه دار کند.

منابع آلودگی
منابع رایج آلودگی عبارتند از:

بقایای آلی روغن ماشین آلات

رطوبت جذب شده موجود در هوا

آلاینده های فرار در مواد پایه

اکسیدها و ترکیبات کربن روی سطوح

پخت و پز با خلاء{0}}روش‌های خروجی
به طور معمول، مجموعه های صفحه در یک چرخه کنترل شده قبل از استفاده عملیاتی پخته می شوند.

در این فرآیند:

گرمایش صفحه در شرایط خلاء

درجه حرارت بالاتر از سطح عملیاتی مطلوب است

گونه های فرار از ماتریکس ماده خارج می شوند

گازهای باقیمانده از سیستم پمپ می شوند

این روش پیش شرطی برای عملکرد پایدار خلاء در طول چرخه های تولید مورد نیاز است.

ملاحظات طراحی مکانیکی و حرارتی
صفحات دمای بالا باید از نظر ابعادی تحت تنش حرارتی و فشار مکانیکی پایدار باشند.

کنترل انبساط حرارتی
گرافیت و فلزات نسوز با انبساط حرارتی متفاوت مشخص می شوند. طراحی سیستم باید در نظر گرفته شود:

حتی انبساط بر روی سطوح بزرگ صفحه

اجتناب از غلظت استرس حرارتی

شیب گرمایش کنترل شده در حین رمپ بالا و پایین

الزامات تحمل وزن
در کاربردهای پرس گرم، صفحه همچنین یک جزء حامل بار ساختاری-است. بنابراین انتخاب مواد باید در نظر گرفته شود:

مقاومت در برابر خزش تحت بار پایدار

مدول الاستیک در دمای کار

ثبات-تغییر شکل‌های بلندمدت

بررسی اجمالی مقایسه ای انتخاب مواد
مواد حداکثر TempVacuum سازگاری استحکام مکانیکی کاربرد معمولی
گرافیت ~ 2500 درجه عالی (خلاء/بی اثر) صفحه پخت عمومی متوسط
مولیبدن ~2620 درجه عالی (فقط-غیر اکسید کننده) پرس با دقت بالا-
تنگستن ~3422 درجه عالی (فقط-غیر اکسید کننده) سیستم های دمای بسیار بالا بسیار بالا
معماری سیستم و یکپارچه سازی فرآیند
به طور کلی، سیستم های صفحه گرمایشی با آرایش های پیچیده از مجموعه های پرس کوره ترکیب می شوند، مانند:

سیستم های مدیریت حرارتی برای چند منطقه-

سیستم های پمپاژ خلاء (خلاء زیاد و بسیار زیاد)

پشته های محافظ تشعشع

سیستم های پرس (هیدرولیک یا مکانیکی)

شبکه های پایش دما قابل اعتماد

هر زیر سیستم باید به گونه ای طراحی شود که در محیط های گرما و خلاء بالا پایدار باشد.

بستن افکار
تصمیم مهندسی مواد برای انتخاب یک صفحه گرمایش برای پرس خلاء با دمای بالا-یکی از شدیدترین تصمیمات در طراحی پردازش حرارتی است. گرافیت، مولیبدن و تنگستن هر کدام ترکیب منحصر به فرد خود را از پایداری حرارتی، استحکام مکانیکی و سازگاری با خلاء دارند که امکان عملکرد در دماهایی را فراهم می‌کند که در آن سایر مواد ساختاری از کار می‌افتند.

بنابراین یک پرس سینترینگ با خلاء بالا مواد صفحه حرارتی یک سیستم خاص با ارزش بالا است که از اجزایی ساخته شده است که می تواند در شرایط سختی که به تولید آنها کمک می کند دوام بیاورد. انتخاب مواد در این منطقه اساساً مطالعه انتهای بالای جدول تناوبی است، جایی که عملکرد با پایداری نسوز و رفتار خلاء فوق‌العاده{1}} تعیین می‌شود.

داغترین فرآیندهای تولید بر روی ابزارهای ساخته شده بر روی پایه های اولیه یکسان در نهایت توسط شدیدترین تنظیمات در طبیعت شکل می گیرد، جایی که محدودیت های حرارتی و ساختاری در لبه امکانات مواد قرار می گیرند.