Новини

Вакуумно индукционно топене
Вакуумното леене (вакуумно индукционно топене – VIM) е разработено за обработка на специализирани и екзотични сплави и следователно става все по-често срещано, тъй като тези модерни материали се използват все повече. VIM е разработен за топене и леене на суперсплави и стомани с висока якост, много от които изискват обработка във вакуум, тъй като съдържат огнеупорни и реактивни елементи като Ti, Nb и Al. Може да се използва и за неръждаеми стомани и други метали, когато се желае висококачествена първоначална стопилка.

Както подсказва името, процесът включва топене на метал при условия на вакуум. Електромагнитната индукция се използва като източник на енергия за топене на метала. Индукционното топене работи чрез индуциране на електрически вихрови токове в метала. Източникът е индукционната намотка, която носи променлив ток. Вихровите токове нагряват и в крайна сметка разтопяват заряда.

Пещта се състои от херметична стоманена риза с водно охлаждане, способна да издържи необходимия вакуум за обработка. Металът се топи в тигел, поставен в индукционна намотка с водно охлаждане, а пещта обикновено е облицована с подходящи огнеупорни материали.

Метали и сплави, които имат висок афинитет към газове – по-специално азот и кислород – често се стопяват/рафинират във вакуумни индукционни пещи, за да се предотврати замърсяване/реакция с тези газове. Следователно процесът обикновено се използва за обработка на материали с висока чистота или материали с тесни допустими отклонения на химичния състав.

Въпрос: Защо се използва индукционно топене във вакуум?

О: Вакуумното индукционно топене първоначално е разработено за обработка на специализирани и екзотични сплави и следователно става все по-често срещано, тъй като тези модерни материали се използват все повече. Въпреки че е разработен за материали като суперсплави, той може да се използва и за неръждаеми стомани и други метали.
Как авакуумна индукционна пещработа?
Материалът се зарежда в индукционната пещ под вакуум и се прилага мощност за разтопяване на заряда. Правят се допълнителни заряди, за да се доведе обемът на течния метал до желания капацитет на стопилка. Разтопеният метал се рафинира под вакуум и химията се регулира, докато се постигне прецизната химия на стопилката.
Какво се случва с метала във вакуум?
По-специално, повечето метали образуват оксиден слой върху всяка повърхност, която е изложена на въздух. Това действа като щит за предотвратяване на свързването. Във вакуума на космоса няма въздух, така че металите да не образуват защитен слой.

Предимства на VIM Melting
В зависимост от продукта и металургичния процес, нивата на вакуум по време на фазата на рафиниране са в диапазона от 10-1 до 10-4 mbar. Някои от металургичните предимства на вакуумната обработка са:
Топенето в безкислородна атмосфера ограничава образуването на неметални оксидни включвания и предотвратява окисляването на реактивни елементи
Постигане на много близки толеранси на състава и газовото съдържание
Отстраняване на нежелани микроелементи с високо налягане на парите
Отстраняване на разтворени газове – кислород, водород, азот
Регулиране на точен и хомогенен състав на сплавта и температура на стопилка
Топенето във вакуум елиминира необходимостта от защитно покритие от шлака и намалява потенциала от случайно замърсяване със шлака или включвания в слитъка
Поради тази причина металургичните операции като дефосфоризация и десулфуризация са ограничени. Металургията на VIM е насочена основно към реакции, зависими от налягането, като реакции на въглерод, кислород, азот и водород. Отстраняването на вредни, летливи микроелементи, като антимон, телур, селен и бисмут, във вакуумни индукционни пещи е от голямо практическо значение.

Точното наблюдение на зависимата от налягането реакция на излишния въглерод за завършване на дезоксидацията е само един пример за гъвкавост на процеса при използване на процеса VIM за производство на суперсплави. Материали, различни от суперсплави, се обезвъглеродяват, десулфурират или селективно дестилират във вакуумни индукционни пещи, за да отговорят на спецификациите и да гарантират свойствата на материала. Поради високото налягане на парите на повечето от нежеланите микроелементи, те могат да бъдат намалени до много ниски нива чрез дестилация по време на индукционно топене във вакуум, особено за сплави с изключително висока якост при по-високи работни температури. За различни сплави, които трябва да отговарят на най-високите изисквания за качество, вакуумната индукционна пещ е най-подходящата система за топене.

Следните методи могат лесно да се комбинират със системата VIM за производство на чисти стопилки:
Контрол на атмосферата с ниски скорости на изтичане и десорбция
Избор на по-стабилен огнеупорен материал за облицовка на тигел
Разбъркване и хомогенизиране чрез електромагнитно разбъркване или продухващ газ
Точен температурен контрол за минимизиране на реакциите на тигела със стопилката
Подходящи техники за отстраняване на шлака и филтриране по време на процеса на леене
Прилагане на подходяща техника за пране и разливане за по-добро отстраняване на оксида.