Навіны

Вакуумная індукцыйная плаўка
Вакуумнае ліццё (вакуумная індукцыйная плаўка - VIM) было распрацавана для апрацоўкі спецыялізаваных і экзатычных сплаваў, і, такім чынам, яно становіцца ўсё больш распаўсюджаным, паколькі гэтыя сучасныя матэрыялы ўсё часцей выкарыстоўваюцца. VIM быў распрацаваны для плаўлення і адліўкі суперсплаваў і высокатрывалых сталей, многія з якіх патрабуюць апрацоўкі ў вакууме, таму што яны ўтрымліваюць тугаплаўкія і рэакцыйныя элементы, такія як Ti, Nb і Al. Ён таксама можа быць выкарыстаны для нержавеючай сталі і іншых металаў, калі патрабуецца першапачатковы высакаякасны плаў.

Як вынікае з назвы, працэс уключае плаўленне металу ва ўмовах вакууму. У якасці крыніцы энергіі для плаўлення металу выкарыстоўваецца электрамагнітная індукцыя. Індукцыйная плаўка працуе шляхам індукцыі электрычных віхравых токаў у метале. Крыніцай з'яўляецца індукцыйная шпулька, па якой праходзіць пераменны ток. Віхравыя токі награваюць і ў канчатковым выніку плавяць зарад.

Печ складаецца з герметычнай сталёвай кашулі з вадзяным астуджэннем, здольнай вытрымліваць неабходны для апрацоўкі вакуум. Метал плавіцца ў тыглі, размешчаным у індукцыйнай шпульцы з вадзяным астуджэннем, а печ звычайна футеравана адпаведнымі вогнеўпорамі.

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

Пытанне: Чаму выкарыстоўваецца вакуумнае індукцыйнае плаўленне?

Адказ: Вакуумная індукцыйная плаўка першапачаткова была распрацавана для апрацоўкі спецыялізаваных і экзатычных сплаваў і, адпаведна, становіцца ўсё больш звычайнай з'явай, паколькі гэтыя перадавыя матэрыялы ўсё часцей выкарыстоўваюцца. Хоць ён быў распрацаваны для такіх матэрыялаў, як суперсплавы, яго таксама можна выкарыстоўваць для нержавеючай сталі і іншых металаў.
Як авакуумная індукцыйная печпрацаваць?
Матэрыял загружаецца ў індукцыйную печ пад вакуумам і падаецца сіла для расплаўлення загрузкі. Дадатковыя зарады зроблены, каб давесці аб'ём вадкага металу да патрэбнай магутнасці расплаву. Расплаўлены метал ачышчаецца пад вакуумам і хімічны склад рэгулюецца, пакуль не будзе дасягнуты дакладны хімічны склад 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, каб прадухіліць склейванне. У касмічным вакууме няма паветра, каб металы не ўтварылі ахоўны пласт.

Перавагі VIM Melting
У залежнасці ад прадукту і металургічнага працэсу ўзровень вакууму на этапе рафінавання знаходзіцца ў дыяпазоне ад 10-1 да 10-4 мбар. Некаторыя металургічныя перавагі вакуумнай апрацоўкі:
Плаўленне ў бескіслароднай атмасферы абмяжоўвае адукацыю неметалічных аксідных уключэнняў і прадухіляе акісленне рэактыўных элементаў
Дасягненне вельмі блізкіх дапушчальных адхіленняў па складу і ўтрымання газу
Выдаленне непажаданых мікраэлементаў з высокім ціскам пара
Выдаленне раствораных газаў – кіслароду, вадароду, азоту
Рэгуляванне дакладнага і аднастайнага складу сплаву і тэмпературы плаўлення
Плаўленне ў вакууме пазбаўляе ад неабходнасці ахоўнага шлакавага пакрыцця і зніжае верагоднасць выпадковага забруджвання дзындрай або ўключэнняў у злітку
Па гэтай прычыне металургічныя аперацыі, такія як дэфасфарызацыя і сераачыстка, абмежаваныя. Металургія VIM у першую чаргу накіравана на рэакцыі, якія залежаць ад ціску, такія як рэакцыі вугляроду, кіслароду, азоту і вадароду. Выдаленне ў вакуумных індукцыйных печах шкодных, лятучых мікраэлементаў, такіх як сурма, тэлур, селен і вісмут, мае вялікае практычнае значэнне.

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

Наступныя метады можна лёгка спалучаць з сістэмай VIM для атрымання чыстых плаўленняў:
Кантроль атмасферы з нізкай хуткасцю ўцечкі і дэсорбцыі
Выбар больш устойлівага вогнетрывалага матэрыялу для футроўкі тыгля
Перамешванне і гамагенізацыя з дапамогай электрамагнітнага мяшання або прадзьмуху газу
Дакладны кантроль тэмпературы для мінімізацыі рэакцый тыгля з расплавам
Прыдатныя метады выдалення шлаку і фільтрацыі ў працэсе ліцця
Прымяненне падыходнай тэхнікі для мыйкі і разліўнога бака для лепшага выдалення аксідаў.