Cảm ứng chân không nóng chảy
Đúc chân không (nung chảy cảm ứng chân không - VIM) được phát triển để xử lý các hợp kim chuyên dụng và ngoại lai, và do đó nó trở nên phổ biến hơn khi các vật liệu tiên tiến này ngày càng được sử dụng. VIM được phát triển để nấu chảy và đúc các siêu hợp kim và thép cường độ cao, nhiều loại trong số đó yêu cầu xử lý chân không vì chúng chứa các nguyên tố chịu lửa và phản ứng như Ti, Nb và Al. Nó cũng có thể được sử dụng cho thép không gỉ và các kim loại khác khi mong muốn có sự tan chảy ban đầu chất lượng cao.
Như tên cho thấy, quá trình này bao gồm sự nóng chảy của kim loại trong điều kiện chân không. Cảm ứng điện từ được sử dụng làm nguồn năng lượng để nấu chảy kim loại. Sự nóng chảy cảm ứng hoạt động bằng cách tạo ra dòng điện xoáy trong kim loại. Nguồn là cuộn dây cảm ứng mang dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoáy nóng lên và cuối cùng làm tan chảy điện tích.
Lò bao gồm một vỏ thép làm mát bằng nước, kín khí, có khả năng chịu được chân không cần thiết để xử lý. Kim loại được nấu chảy trong nồi nấu kim loại đặt trong cuộn dây cảm ứng làm mát bằng nước và lò thường được lót bằng vật liệu chịu lửa thích hợp.
Kim loại và hợp kim có ái lực cao với khí - đặc biệt là nitơ và oxy - thường được nấu chảy/tinh chế trong lò cảm ứng chân không để ngăn ngừa ô nhiễm/phản ứng với các khí này. Do đó, quy trình này thường được sử dụng để xử lý các vật liệu có độ tinh khiết cao hoặc các vật liệu có dung sai chặt chẽ về thành phần hóa học.
Q: Tại sao nấu chảy cảm ứng chân không được sử dụng?
Trả lời: Công nghệ nấu chảy cảm ứng chân không ban đầu được phát triển để gia công các hợp kim chuyên dụng và ngoại nhập và do đó ngày càng trở nên phổ biến hơn khi những vật liệu tiên tiến này ngày càng được sử dụng nhiều. Mặc dù nó được phát triển cho các vật liệu như siêu hợp kim nhưng nó cũng có thể được sử dụng cho thép không gỉ và các kim loại khác.
Làm thế nào mộtlò cảm ứng chân khôngcông việc?
Vật liệu được nạp vào lò cảm ứng trong điều kiện chân không và nguồn điện được cung cấp để làm nóng chảy điện tích. Các khoản phí bổ sung được thực hiện để đưa khối lượng kim loại lỏng đến khả năng nấu chảy mong muốn. Kim loại nóng chảy được tinh chế trong chân không và hóa học được điều chỉnh cho đến khi đạt được hóa học nóng chảy chính xác.
Điều gì xảy ra với kim loại trong chân không?
Đặc biệt, hầu hết các kim loại đều tạo thành một lớp oxit trên bất kỳ bề mặt nào tiếp xúc với không khí. Điều này hoạt động như một lá chắn để ngăn chặn sự liên kết. Trong chân không không có không khí nên kim loại không tạo thành lớp bảo vệ.
Ưu điểm của VIM nóng chảy
Tùy thuộc vào sản phẩm và quy trình luyện kim, mức chân không trong giai đoạn tinh chế nằm trong khoảng từ 10-1 đến 10-4 mbar. Một số ưu điểm luyện kim của xử lý chân không là:
Nóng chảy trong môi trường không có oxy hạn chế sự hình thành các tạp chất oxit phi kim loại và ngăn chặn quá trình oxy hóa các nguyên tố phản ứng
Đạt được dung sai thành phần và hàm lượng khí rất gần
Loại bỏ các nguyên tố vi lượng không mong muốn bằng áp suất hơi cao
Loại bỏ các khí hòa tan – oxy, hydro, nitơ
Điều chỉnh thành phần hợp kim chính xác và đồng nhất và nhiệt độ nóng chảy
Nóng chảy trong chân không giúp loại bỏ sự cần thiết của lớp xỉ bảo vệ và giảm khả năng nhiễm bẩn hoặc tạp chất xỉ ngẫu nhiên trong phôi
Vì lý do này, các hoạt động luyện kim như khử phospho và khử lưu huỳnh bị hạn chế. Luyện kim VIM chủ yếu nhằm vào các phản ứng phụ thuộc vào áp suất, chẳng hạn như phản ứng của cacbon, oxy, nitơ và hydro. Việc loại bỏ các nguyên tố vi lượng có hại, dễ bay hơi, chẳng hạn như antimon, Tellurium, selen và bismuth, trong lò cảm ứng chân không có tầm quan trọng thực tế đáng kể.
Việc giám sát chính xác phản ứng phụ thuộc vào áp suất của lượng cacbon dư để hoàn thành quá trình khử oxy chỉ là một ví dụ về tính linh hoạt của quy trình sử dụng quy trình VIM để sản xuất siêu hợp kim. Các vật liệu không phải siêu hợp kim được khử cacbon, khử lưu huỳnh hoặc chưng cất chọn lọc trong lò cảm ứng chân không để đáp ứng các thông số kỹ thuật và đảm bảo tính chất vật liệu. Do áp suất bay hơi cao của hầu hết các nguyên tố vi lượng không mong muốn nên chúng có thể được giảm xuống mức rất thấp bằng cách chưng cất trong quá trình nóng chảy cảm ứng chân không, đặc biệt đối với các hợp kim có độ bền cực cao ở nhiệt độ vận hành cao hơn. Đối với các hợp kim khác nhau phải đáp ứng yêu cầu chất lượng cao nhất, lò cảm ứng chân không là hệ thống nấu chảy phù hợp nhất.
Các phương pháp sau đây có thể dễ dàng kết hợp với hệ thống VIM để tạo ra tan chảy sạch:
Kiểm soát khí quyển với tốc độ rò rỉ và giải hấp thấp
Lựa chọn vật liệu chịu lửa ổn định hơn cho lớp lót nồi nấu kim loại
Khuấy và đồng nhất bằng cách khuấy điện từ hoặc làm sạch khí
Kiểm soát nhiệt độ chính xác để giảm thiểu phản ứng nấu chảy khi nấu chảy
Kỹ thuật khử xỉ và lọc phù hợp trong quá trình đúc
Áp dụng kỹ thuật rửa và dư thừa phù hợp để loại bỏ oxit tốt hơn.
Thời gian đăng: 19-07-2022
