Навіны

Вакуумная індукцыйная плаўка
Вакуумнае ліццё (вакуумная індукцыйная плаўка — VIM) было распрацавана для апрацоўкі спецыялізаваных і экзатычных сплаваў, і, адпаведна, яно становіцца ўсё больш распаўсюджаным, паколькі гэтыя перадавыя матэрыялы выкарыстоўваюцца ўсё часцей. VIM быў распрацаваны для плаўлення і ліцця звышсплаваў і высокатрывалых сталей, многія з якіх патрабуюць вакуумнай апрацоўкі, паколькі яны ўтрымліваюць тугаплаўкія і рэакцыйныя элементы, такія як Ti, Nb і Al. Яго таксама можна выкарыстоўваць для нержавеючых сталей і іншых металаў, калі патрабуецца высакаякасны пачатковы расплав.

Як вынікае з назвы, працэс прадугледжвае плаўленне металу ў вакууме. У якасці крыніцы энергіі для плаўлення металу выкарыстоўваецца электрамагнітная індукцыя. Індукцыйнае плаўленне працуе шляхам індукавання электрычных віхравых токаў у метале. Крыніцай з'яўляецца індукцыйная шпулька, па якой праходзіць пераменны ток. Віхравыя токі награваюць і ў рэшце рэшт плавяць зарад.

Печ складаецца з герметычнай сталёвай абалонкі з вадзяным астуджэннем, здольнай вытрымліваць неабходны вакуум для апрацоўкі. Метал плавіцца ў тыглі, размешчаным у індукцыйнай шпульцы з вадзяным астуджэннем, і печ звычайна абліцоўваецца адпаведнымі вогнетрывалымі матэрыяламі.

Металы і сплавы, якія маюць высокую сроднасць да газаў, у прыватнасці, да азоту і кіслароду, часта плавяцца/рафінуюцца ў вакуумных індукцыйных печах, каб прадухіліць забруджванне/рэакцыю з гэтымі газамі. Таму гэты працэс звычайна выкарыстоўваецца для апрацоўкі высокачыстых матэрыялаў або матэрыялаў з жорсткімі допускамі па хімічным складзе.

Пытанне: Чаму выкарыстоўваецца вакуумная індукцыйная плаўка?

A: Вакуумная індукцыйная плаўка першапачаткова была распрацавана для апрацоўкі спецыялізаваных і экзатычных сплаваў і, адпаведна, становіцца ўсё больш распаўсюджанай, паколькі гэтыя перадавыя матэрыялы выкарыстоўваюцца ўсё часцей. Хоць яна была распрацавана для такіх матэрыялаў, як звышсплавы, яе таксама можна выкарыстоўваць для нержавеючай сталі і іншых металаў.
Як працуевакуумная індукцыйная печпраца?
Матэрыял загружаецца ў індукцыйную печ пад вакуумам і падаецца электрычнасць для плаўлення шихты. Дадатковыя загрузкі робяцца, каб давесці аб'ём вадкага металу да патрэбнай ёмістасці плаўлення. Расплаўлены метал рафінуецца пад вакуумам, і хімічны склад карэктуецца да дасягнення дакладнага хімічнага складу расплаву.
Што адбываецца з металам у вакууме?
У прыватнасці, большасць металаў утвараюць аксідны пласт на любой паверхні, якая падвяргаецца ўздзеянню паветра. Гэта дзейнічае як шчыт, які прадухіляе злучэнне. У вакууме космасу няма паветра, таму металы не ўтваралі б ахоўны пласт.

Перавагі плаўлення VIM
У залежнасці ад прадукту і металургічнага працэсу, узровень вакууму падчас фазы рафінавання знаходзіцца ў дыяпазоне ад 10⁻¹ да 10⁻⁴ мбар. Некаторыя з металургічных пераваг вакуумнай апрацоўкі:
Плаўленне ў бескіслароднай атмасферы абмяжоўвае ўтварэнне неметалічных аксідных уключэнняў і прадухіляе акісленне рэакцыйных элементаў
Дасягненне вельмі блізкіх дапушчальных значэнняў па складзе і ўтрыманні газу
Выдаленне непажаданых мікраэлементаў з дапамогай высокага ціску пары
Выдаленне раствораных газаў - кіслароду, вадароду, азоту
Рэгуляванне дакладнага і аднастайнага складу сплаву і тэмпературы расплаву
Плаўленне ў вакууме выключае неабходнасць ахоўнага пакрыцця шлакам і змяншае верагоднасць выпадковага забруджвання шлакам або ўключэнняў у злітак.
Па гэтай прычыне металургічныя аперацыі, такія як дэфасфаралізацыя і дэсульфурызацыя, абмежаваныя. Металургія VIM у першую чаргу накіравана на рэакцыі, якія залежаць ад ціску, такія як рэакцыі вугляроду, кіслароду, азоту і вадароду. Выдаленне шкодных, лятучых мікраэлементаў, такіх як сурма, тэлур, селен і вісмут, у вакуумных індукцыйных печах мае значнае практычнае значэнне.

Дакладны маніторынг рэакцыі лішку вугляроду, якая залежыць ад ціску, для завяршэння раскіслення — гэта толькі адзін з прыкладаў універсальнасці працэсу VIM для вытворчасці звышсплаваў. Матэрыялы, акрамя звышсплаваў, абязуглероджваюцца, дэсульфурызуюцца або селектыўна дыстылююцца ў вакуумных індукцыйных печах, каб адпавядаць спецыфікацыям і гарантаваць уласцівасці матэрыялу. З-за высокага ціску пары большасці непажаданых мікраэлементаў іх можна аднавіць да вельмі нізкіх узроўняў шляхам дыстыляцыі падчас вакуумнай індукцыйнай плаўкі, асабліва для сплаваў з надзвычай высокай трываласцю пры больш высокіх рабочых тэмпературах. Для розных сплаваў, якія павінны адпавядаць самым высокім патрабаванням да якасці, вакуумная індукцыйная печ з'яўляецца найбольш прыдатнай сістэмай плаўлення.

Для атрымання чыстых расплаваў з сістэмай VIM можна лёгка спалучаць наступныя метады:
Кантроль атмасферы з нізкімі паказчыкамі ўцечкі і дэсорбцыі
Выбар больш стабільнага вогнетрывалага матэрыялу для футроўкі тыгля
Перамешванне і гамагенізацыя з дапамогай электрамагнітнага перамешвання або прадуўкі газам
Дакладны кантроль тэмпературы для мінімізацыі рэакцый тыгля з расплавам
Падыходныя метады выдалення шлаку і фільтрацыі падчас працэсу ліцця
Ужыванне адпаведнай тэхнікі прамывання і разліву для лепшага выдалення аксідаў.