Ziņas

Vakuuma indukcijas kausēšana
Vakuuma liešana (vakuuma indukcijas kausēšana — VIM) tika izstrādāta specializētu un eksotisku sakausējumu apstrādei, un tāpēc tā kļūst arvien izplatītāka, jo šie progresīvie materiāli tiek arvien vairāk izmantoti. VIM tika izstrādāta, lai kausētu un lietu supersakausējumus un augstas stiprības tēraudus, no kuriem daudziem nepieciešama vakuuma apstrāde, jo tie satur ugunsizturīgus un reaģējošus elementus, piemēram, Ti, Nb un Al. To var izmantot arī nerūsējošajam tēraudam un citiem metāliem, ja nepieciešama augstas kvalitātes sākotnējā kausēšana.

Kā norāda nosaukums, process ietver metāla kausēšanu vakuuma apstākļos. Kā enerģijas avots metāla kausēšanai tiek izmantota elektromagnētiskā indukcija. Indukcijas kausēšana darbojas, inducējot metālā elektriskās virpuļstrāvas. Avots ir indukcijas spole, pa kuru plūst maiņstrāva. Virpuļstrāvas silda un galu galā izkausē lādiņu.

Krāsns sastāv no hermētiska, ar ūdeni dzesējama tērauda apvalka, kas spēj izturēt apstrādei nepieciešamo vakuumu. Metāls tiek kausēts tīģelī, kas ievietots ar ūdeni dzesējamā indukcijas spolē, un krāsns parasti ir izklāta ar piemērotiem ugunsizturīgiem materiāliem.

Metālus un sakausējumus, kuriem ir augsta afinitāte pret gāzēm, jo ​​īpaši slāpekli un skābekli, bieži kausē/rafinē vakuuma indukcijas krāsnīs, lai novērstu piesārņojumu/reakciju ar šīm gāzēm. Tāpēc šo procesu parasti izmanto augstas tīrības pakāpes materiālu vai materiālu ar stingrām ķīmiskā sastāva pielaidēm apstrādei.

J: Kāpēc tiek izmantota vakuuma indukcijas kausēšana?

A: Vakuuma indukcijas kausēšana sākotnēji tika izstrādāta specializētu un eksotisku sakausējumu apstrādei, un tāpēc tā kļūst arvien izplatītāka, jo šie progresīvie materiāli tiek arvien vairāk izmantoti. Lai gan tā tika izstrādāta tādiem materiāliem kā supersakausējumi, to var izmantot arī nerūsējošajam tēraudam un citiem metāliem.
Kā tas notiekvakuuma indukcijas krāsnsdarbs?
Materiāls tiek ievadīts indukcijas krāsnī vakuumā un tiek pievadīta jauda, ​​lai izkausētu lādiņu. Tiek veiktas papildu ielādes, lai šķidrā metāla tilpumu palielinātu līdz vēlamajai kausēšanas ietilpībai. Izkausētais metāls tiek attīrīts vakuumā un ķīmiskais sastāvs tiek regulēts, līdz tiek sasniegta precīza kausēšanas ķīmiskā sastāva vērtība.
Kas notiek ar metālu vakuumā?
Jo īpaši lielākā daļa metālu veido oksīda slāni uz jebkuras virsmas, kas ir pakļauta gaisam. Tas darbojas kā vairogs, lai novērstu saķeri. Kosmosa vakuumā nav gaisa, tāpēc metāli neveidotu aizsargslāni.

VIM kausēšanas priekšrocības
Atkarībā no produkta un metalurģiskā procesa vakuuma līmeņi rafinēšanas fāzē ir diapazonā no 10⁻⁸ līdz 10⁻⁸ mbar. Dažas no vakuuma apstrādes metalurģiskajām priekšrocībām ir:
Kušana bezskābekļa atmosfērā ierobežo nemetālisku oksīdu ieslēgumu veidošanos un novērš reaktīvo elementu oksidēšanos.
Ļoti tuvu sastāva pielaižu un gāzes satura sasniegšana
Nevēlamu mikroelementu noņemšana ar augstu tvaika spiedienu
Izšķīdušo gāzu – skābekļa, ūdeņraža, slāpekļa – atdalīšana
Precīza un homogēna sakausējuma sastāva un kausēšanas temperatūras regulēšana
Kausēšana vakuumā novērš nepieciešamību pēc aizsargājoša izdedžu pārklājuma un samazina nejaušas izdedžu piesārņošanas vai ieslēgumu iespējamību lietnī.
Šī iemesla dēļ metalurģiskās operācijas, piemēram, defosforizācija un desulfurizācija, ir ierobežotas. VIM metalurģija galvenokārt ir vērsta uz spiediena atkarīgām reakcijām, piemēram, oglekļa, skābekļa, slāpekļa un ūdeņraža reakcijām. Kaitīgu, gaistošu mikroelementu, piemēram, antimona, telūra, selēna un bismuta, atdalīšanai vakuuma indukcijas krāsnīs ir ievērojama praktiska nozīme.

Precīza spiediena atkarīgās liekā oglekļa reakcijas uzraudzība, lai pabeigtu deoksidāciju, ir tikai viens no procesa daudzpusības piemēriem, izmantojot VIM procesu supersakausējumu ražošanā. Materiāli, kas nav supersakausējumi, tiek dekarburizēti, desulfurizēti vai selektīvi destilēti vakuuma indukcijas krāsnīs, lai atbilstu specifikācijām un garantētu materiāla īpašības. Lielākās daļas nevēlamo mikroelementu augstā tvaika spiediena dēļ tos var samazināt līdz ļoti zemam līmenim, destilējot vakuuma indukcijas kausēšanas laikā, īpaši sakausējumiem ar ārkārtīgi augstu izturību augstākās darba temperatūrās. Dažādiem sakausējumiem, kuriem jāatbilst visaugstākajām kvalitātes prasībām, vakuuma indukcijas krāsns ir vispiemērotākā kausēšanas sistēma.

Lai iegūtu tīras kausējumus, ar VIM sistēmu var viegli kombinēt šādas metodes:
Atmosfēras kontrole ar zemu noplūdes un desorbcijas ātrumu
Stabilāka ugunsizturīga materiāla izvēle tīģeļa oderējumam
Maisīšana un homogenizācija ar elektromagnētisko maisīšanu vai attīrīšanas gāzi
Precīza temperatūras kontrole, lai samazinātu tīģeļa reakcijas ar kausējumu
Piemērotas izdedžu noņemšanas un filtrēšanas metodes liešanas procesā
Piemērotas skalošanas un iztukšošanas tehnikas pielietošana labākai oksīdu atdalīšanai.