진공 탈기 공정은 용융된 H13 공구강을 고진공 상태, 일반적으로 67Pa 미만의 압력으로 처리하여 엄격한 정제 단계를 거칩니다. 이 환경은 용해된 가스, 특히 수소와 질소를 강제로 추출하는 심각한 압력 차이를 생성하며 동시에 비금속 개재물을 제거합니다. 이 공정은 초기 질소 함량을 크게 낮춤으로써 고성능 공구강에 필요한 기준 순도와 화학적 균일성을 확립합니다.
진공 탈기의 중요한 가치는 압력 조작을 통해 용액에서 불순물을 기계적으로 제거하는 능력에 있습니다. 구조적 무결성을 손상시키는 휘발성 요소를 제거하여 일반 용융물을 정제된 합금으로 변환합니다.
정제 메커니즘
압력 차이 활용
이 공정의 효율성은 용해도라는 물리적 원리에 달려 있습니다. 주변 압력을 67Pa 미만으로 낮추면 액체강 내의 가스 용해도가 크게 감소합니다.
유해 가스 표적화
진공 환경은 용해된 가스가 용융 매트릭스에서 빠져나가도록 강제합니다. 수소와 질소 제거는 이 요소들이 강철의 최종 기계적 특성에 해롭기 때문에 주요 목표입니다.
비금속 개재물 분리
가스 제거 외에도 이 공정은 고체 불순물을 효과적으로 분리합니다. 진공 조건은 비금속 개재물 제거를 용이하게 하여 일반 주조만으로는 도달할 수 없는 수준의 청결도를 달성하도록 보장합니다.
절충점 이해: 내화물 침식
강렬한 교반의 결과
가스 제거를 극대화하기 위해 용융강은 진공 상태에서 장시간 강렬하게 교반됩니다. 정제에 필요하지만, 이러한 물리적 교반은 특히 마그네시아-탄소 또는 고알루미나 벽돌로 만들어진 용기 내화물을 공격적으로 침식시킵니다.
스피넬 개재물 형성
이 침식은 2차 오염 위험을 초래합니다. 내화물 라이닝이 분해되면 슬래그 내 산화마그네슘(MgO) 함량이 증가합니다.
화학 반응 위험
MgO 증가는 마그네슘-알루미늄(Mg–Al) 스피넬 개재물 형성에 대한 화학적 기반을 제공합니다. 따라서 이 공정은 초기 불순물을 제거하지만, 과도한 처리는 역설적으로 용기 자체에서 유래한 새롭고 복잡한 개재물을 도입할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
고품질 H13 강철을 생산하려면 가스 제거의 이점과 내화물 열화의 위험 사이의 균형을 맞춰야 합니다.
- 가스 제거가 주요 초점인 경우: 질소와 수소의 강제 추출을 보장하기 위해 진공 압력을 엄격하게 67Pa 미만으로 유지하십시오.
- 개재물 제어가 주요 초점인 경우: 마그네시아-탄소 라이닝의 침식을 최소화하고 Mg-Al 스피넬 형성을 방지하기 위해 교반 시간과 강도를 신중하게 모니터링하십시오.
진공 환경의 정확한 관리는 우수한 재료 특성을 가진 H13 공구강을 생산하는 결정적인 요소입니다.
요약표:
| 특징 | H13 공구강에 미치는 영향 | 주요 매개변수 |
|---|---|---|
| 압력 차이 | 용해된 수소와 질소 제거 | < 67 Pa |
| 개재물 제거 | 청결도를 위해 비금속 불순물 제거 | 고진공 |
| 화학적 균일성 | 고성능을 위한 기준 순도 확립 | 제어된 교반 |
| 내화물 위험 | Mg-Al 스피넬 개재물 형성 가능성 | 교반 강도 |
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