Uutiset

Tyhjiöinduktiosulatus
Tyhjiövalu (tyhjiöinduktiosulatus – VIM) kehitettiin erikoistuneiden ja eksoottisten metalliseosten prosessointiin, ja sen seurauksena se on yleistymässä, kun näitä edistyksellisiä materiaaleja käytetään yhä enemmän. VIM kehitettiin sulattamaan ja valumaan superseoksia ja lujia teräksiä, joista monet vaativat tyhjiökäsittelyä, koska ne sisältävät tulenkestäviä ja reaktiivisia elementtejä, kuten Ti, Nb ja Al. Sitä voidaan käyttää myös ruostumattomille teräksille ja muille metalleille, kun halutaan korkealaatuista alkusulatusta.

Kuten nimestä voi päätellä, prosessi sisältää metallin sulatuksen tyhjiöolosuhteissa. Sähkömagneettista induktiota käytetään metallin sulatuksen energialähteenä. Induktiosulatus toimii indusoimalla metalliin sähköisiä pyörrevirtoja. Lähde on induktiokela, joka kuljettaa vaihtovirtaa. Pyörrevirrat kuumentavat ja lopulta sulattavat varauksen.

Uuni koostuu ilmatiiviistä, vesijäähdytteisestä teräsvaipasta, joka kestää prosessointia varten vaaditun tyhjiön. Metalli sulatetaan upokkaassa, joka on sijoitettu vesijäähdytteiseen induktiokelaan, ja uuni on tyypillisesti vuorattu sopivilla tulenkestävällä aineella.

Metallit ja seokset, joilla on korkea affiniteetti kaasuille – erityisesti typelle ja hapelle – sulatetaan/puhdistetaan usein tyhjiöinduktiouuneissa, jotta estetään saastuminen/reaktio näiden kaasujen kanssa. Prosessia käytetään siksi yleensä erittäin puhtaiden tai tiukat kemiallisen koostumuksen toleranssien omaavien materiaalien käsittelyyn.

K: Miksi tyhjiöinduktiosulatusta käytetään?

V: Tyhjiöinduktiosulatus kehitettiin alun perin erikoistuneiden ja eksoottisten metalliseosten käsittelyyn, ja sen seurauksena siitä on tulossa yleisempää, kun näitä edistyksellisiä materiaaleja käytetään yhä enemmän. Vaikka se on kehitetty materiaaleille, kuten superseoksille, sitä voidaan käyttää myös ruostumattomille teräksille ja muille metalleille.
Miten atyhjiö-induktiouunityötä?
Materiaali ladataan induktiouuniin tyhjiössä ja panos sulatetaan teholla. Lisämaksuilla nestemäisen metallin tilavuus saadaan haluttuun sulatuskapasiteettiin. Sula metalli puhdistetaan tyhjiössä ja kemiaa säädetään, kunnes saavutetaan tarkka sulakemia.
Mitä metallille tapahtuu tyhjiössä?
Erityisesti useimmat metallit muodostavat oksidikerroksen mille tahansa pinnalle, joka on alttiina ilmalle. Tämä toimii suojana, joka estää kiinnittymisen. Avaruuden tyhjiössä ei ole ilmaa, joten metallit eivät muodosta suojakerrosta.

VIM-sulatuksen edut
Tuotteesta ja metallurgisesta prosessista riippuen tyhjiötasot jalostusvaiheen aikana ovat 10-1 - 10-4 mbar. Jotkut tyhjiökäsittelyn metallurgisista eduista ovat:
Sulaminen hapettomassa ilmakehässä rajoittaa ei-metallisten oksidien sulkeumien muodostumista ja estää reaktiivisten alkuaineiden hapettumisen
Hyvin läheisten koostumustoleranssien ja kaasupitoisuuksien saavuttaminen
Ei-toivottujen hivenaineiden poisto korkeilla höyrynpaineilla
Liuenneiden kaasujen poisto – happi, vety, typpi
Tarkan ja homogeenisen metalliseoksen koostumuksen ja sulamislämpötilan säätö
Tyhjiössä sulaminen eliminoi suojaavan kuonapäällysteen tarpeen ja vähentää vahingossa tapahtuvan kuonakontaminaation tai harkon sulkeumien mahdollisuutta
Tästä syystä metallurgiset toimenpiteet, kuten fosforin- ja rikinpoisto, ovat rajallisia. VIM-metallurgia keskittyy ensisijaisesti paineriippuvaisiin reaktioihin, kuten hiilen, hapen, typen ja vedyn reaktioihin. Haitallisten, haihtuvien hivenaineiden, kuten antimonin, telluurin, seleenin ja vismutin, poistamisella tyhjiöinduktiouuneissa on huomattava käytännön merkitys.

Ylimääräisen hiilen paineesta riippuvan reaktion tarkka seuranta hapettumisen loppuunsaattamiseksi on vain yksi esimerkki prosessin monipuolisuudesta käyttämällä VIM-prosessia superseosten valmistukseen. Muut materiaalit kuin superseokset poistetaan hiiltä, ​​rikki poistetaan tai valikoivasti tislataan tyhjiöinduktiouuneissa, jotta ne täyttävät vaatimukset ja taataan materiaalin ominaisuudet. Useimpien ei-toivottujen hivenaineiden korkean höyrynpaineen vuoksi ne voidaan alentaa erittäin alhaisille tasoille tislaamalla tyhjiö-induktiosulatuksen aikana, erityisesti seoksille, joilla on erittäin korkea lujuus korkeammissa käyttölämpötiloissa. Tyhjiöinduktiouuni on sopivin sulatusjärjestelmä erilaisille seoksille, joiden on täytettävä korkeimmat laatuvaatimukset.

Seuraavat menetelmät voidaan helposti yhdistää VIM-järjestelmään puhtaiden sulatteiden tuottamiseksi:
Ilmakehän hallinta alhaisella vuoto- ja desorptionopeudella
Vakaamman tulenkestävän materiaalin valinta upokkaan vuoraukseen
Sekoitus ja homogenointi sähkömagneettisella sekoituksella tai huuhtelukaasulla
Tarkka lämpötilan säätö upokkaan reaktioiden minimoimiseksi sulatteen kanssa
Sopivat kuonanpoisto- ja suodatustekniikat valuprosessin aikana
Sopivan pesu- ja väliastiatekniikan käyttö parempaan oksidinpoistoon.