التسقية بالتفريغ عبارة عن عملية معالجة حرارية حيث يتم تسخين المواد وتبريدها في بيئة مفرغة من الهواء لتعزيز خصائصها الميكانيكية. يتم تنفيذ هذه العملية في فرن تفريغ، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الغلاف الجوي ودرجة الحرارة، مما يضمن عدم تأكسد الأجزاء وبقائها لامعة.
تفاصيل العملية:
-
التسخين: يتم تسخين المادة إلى درجة حرارة محددة، تُعرف باسم درجة حرارة تغير الطور، والتي تختلف اعتمادًا على النتيجة المرجوة من عملية التبريد. يتم الحفاظ على درجة الحرارة هذه لفترة كافية لتتحول كتلة المادة بالكامل.
-
التبريد: بعد التسخين، يتم تبريد المادة بمعدل يكفي لحبس العناصر الكيميائية التي انتشرت في درجات حرارة عالية. وهذا التبريد السريع ضروري لتكوين المارتينسيت، وهي بنية مجهرية صلبة وهشة تزيد بشكل كبير من صلابة وقوة المادة.
-
أنواع التبريد بالتفريغ:
- التبريد بالغاز: في هذه الطريقة، يتم تسخين قطعة العمل في فراغ ثم تبريدها في غرفة مملوءة بغاز محايد عالي النقاء، مثل النيتروجين. هذه الطريقة مناسبة للمواد ذات معدل التبريد الحرج المنخفض لتكوين المارتينسيت، مثل الفولاذ عالي السرعة والفولاذ عالي الكربون والكروم العالي.
- التبريد السائل: تتضمن هذه الطريقة تسخين قطعة العمل في غرفة، ثم نقلها إلى غرفة التبريد حيث يتم ملؤها في البداية بالنيتروجين عالي النقاء ثم غمرها في حمام زيت التبريد للتبريد السريع. تُستخدم هذه الطريقة عندما تكون هناك حاجة إلى جودة سطح عالية، تليها معالجات إضافية مثل التقسية والتصلب بالترسيب في فرن تفريغ الهواء.
المزايا:
- لا أكسدة: تمنع بيئة التفريغ الأكسدة، مما يحافظ على جودة سطح الأجزاء.
- التحكم الدقيق: يسمح الغلاف الجوي ودرجة الحرارة المتحكم فيهما في فرن التفريغ بمعالجة حرارية دقيقة، مما يحسّن الخواص الميكانيكية للمواد.
- سطح نظيف: يؤدي التبريد بالغاز، على وجه الخصوص، إلى الحصول على سطح أملس دون الحاجة إلى تنظيف وسائط الزيت، وهو أمر شائع في طرق التبريد التقليدية.
التطبيقات:
يُستخدم التبريد بالتفريغ على نطاق واسع لأنواع مختلفة من الفولاذ (الكربنة، أداة السبائك، عالية السرعة، غير القابل للصدأ) ولمعالجة المحلول لمختلف السبائك المتقادمة. هذه العملية ضرورية في الصناعات التي تتطلب دقة ومتانة عالية، مثل صناعة الطيران والسيارات والأدوات.
