Nyheder

Vakuum induktion smeltning
Vakuumstøbning (vakuuminduktionssmeltning – VIM) er udviklet til forarbejdning af specialiserede og eksotiske legeringer, og det bliver følgelig mere almindeligt i takt med, at disse avancerede materialer i stigende grad anvendes. VIM blev udviklet til at smelte og støbe superlegeringer og højstyrkestål, hvoraf mange kræver vakuumbehandling, fordi de indeholder ildfaste og reaktive elementer som Ti, Nb og Al. Den kan også bruges til rustfrit stål og andre metaller, når der ønskes en førstegangssmeltning af høj kvalitet.

Som navnet antyder, involverer processen smeltning af et metal under vakuumforhold. Elektromagnetisk induktion bruges som energikilde til smeltning af metallet. Induktionssmeltning virker ved at inducere elektriske hvirvelstrømme i metallet. Kilden er induktionsspolen, som fører en vekselstrøm. Hvirvelstrømmene opvarmer og smelter til sidst ladningen.

Ovnen består af en lufttæt, vandkølet stålkappe, der er i stand til at modstå det nødvendige vakuum til forarbejdning. Metallet smeltes i en digel anbragt i en vandkølet induktionsspole, og ovnen er typisk foret med passende ildfaste materialer.

Metaller og legeringer, der har en høj affinitet for gasser – især nitrogen og oxygen – smeltes/raffineres ofte i vakuuminduktionsovne for at forhindre kontaminering/reaktion med disse gasser. Processen anvendes derfor generelt til forarbejdning af højrente materialer eller materialer med snævre tolerancer for kemisk sammensætning.

Spørgsmål: Hvorfor bruges vakuuminduktionssmeltning?

Sv: Vakuuminduktionssmeltning blev oprindeligt udviklet til forarbejdning af specialiserede og eksotiske legeringer og bliver følgelig mere almindeligt, da disse avancerede materialer i stigende grad anvendes. Selvom det blev udviklet til materialer som superlegeringer, kan det også bruges til rustfrit stål og andre metaller.
Hvordan virker envakuum induktionsovnarbejde?
Materiale fyldes i induktionsovnen under vakuum, og der tilføres strøm til at smelte ladningen. Der foretages yderligere afgifter for at bringe det flydende metalvolumen til den ønskede smeltekapacitet. Det smeltede metal raffineres under vakuum, og kemien justeres, indtil den præcise smeltekemi er opnået.
Hvad sker der med metal i et vakuum?
Især de fleste metaller danner et oxidlag på enhver overflade, der er udsat for luft. Dette fungerer som et skjold for at forhindre binding. I rummets vakuum er der ingen luft, så metaller vil ikke danne det beskyttende lag.

Fordele ved VIM-smeltning
Afhængigt af produktet og den metallurgiske proces er vakuumniveauerne under raffineringsfasen i området 10-1 til 10-4 mbar. Nogle af de metallurgiske fordele ved vakuumbehandling er:
Smeltning under iltfri atmosfære begrænser dannelsen af ​​ikke-metalliske oxidindeslutninger og forhindrer oxidation af reaktive elementer
Opnåelse af meget tætte sammensætningstolerancer og gasindhold
Fjernelse af uønskede sporstoffer med højt damptryk
Fjernelse af opløste gasser - ilt, brint, nitrogen
Justering af præcis og homogen legeringssammensætning og smeltetemperatur
Smeltning i et vakuum eliminerer behovet for et beskyttende slaggedæksel og mindsker potentialet for utilsigtet slaggekontamination eller indeslutninger i barren
Af denne grund er metallurgiske operationer såsom affosforisering og afsvovling begrænset. VIM metallurgi er primært rettet mod de trykafhængige reaktioner, såsom reaktioner af kulstof, oxygen, nitrogen og brint. Fjernelse af skadelige, flygtige sporstoffer, såsom antimon, tellur, selen og bismuth, i vakuuminduktionsovne er af stor praktisk betydning.

Nøjagtig overvågning af den trykafhængige reaktion af overskydende kulstof for at fuldføre deoxidationen er blot et eksempel på procesalsidighed ved brug af VIM-processen til fremstilling af superlegeringer. Andre materialer end superlegeringer afkulles, afsvovles eller selektivt destilleres i vakuuminduktionsovne for at opfylde specifikationer og garantere materialeegenskaber. På grund af det høje damptryk af de fleste af de uønskede sporstoffer, kan de reduceres til meget lave niveauer ved destillation under vakuuminduktionssmeltning, især for legeringer med ekstremt høje styrker ved højere driftstemperaturer. Til forskellige legeringer, der skal opfylde de højeste kvalitetskrav, er vakuuminduktionsovnen det bedst egnede smeltesystem.

Følgende metoder kan nemt kombineres med VIM-systemet for at fremstille rene smelter:
Atmosfærekontrol med lav lækage- og desorptionshastighed
Valg af et mere stabilt ildfast materiale til digelbeklædning
Omrøring og homogenisering ved elektromagnetisk omrøring eller rensning af gas
Nøjagtig temperaturkontrol for at minimere digelreaktioner med smelten
Egnede afslaggnings- og filtreringsteknikker under støbeprocessen
Anvendelse af en passende vaske- og tragtteknik for bedre oxidfjernelse.