Nyheter

Vakuuminduksjonssmelting
Vakuumstøping (vakuuminduksjonssmelting – VIM) ble utviklet for prosessering av spesialiserte og eksotiske legeringer, og det blir følgelig mer vanlig ettersom disse avanserte materialene blir stadig mer brukt. VIM ble utviklet for å smelte og støpe superlegeringer og høyfast stål, hvorav mange krever vakuumbehandling fordi de inneholder ildfaste og reaktive elementer som Ti, Nb og Al. Den kan også brukes til rustfritt stål og andre metaller når en førstegangssmelte av høy kvalitet er ønsket.

Som navnet antyder, involverer prosessen smelting av et metall under vakuumforhold. Elektromagnetisk induksjon brukes som energikilde for smelting av metallet. Induksjonssmelting virker ved å indusere elektriske virvelstrømmer i metallet. Kilden er induksjonsspolen, som fører en vekselstrøm. Virvelstrømmene varmer opp og smelter til slutt ladningen.

Ovnen består av en lufttett, vannkjølt stålkappe som er i stand til å motstå det nødvendige vakuumet for prosessering. Metallet smeltes i en digel plassert i en vannkjølt induksjonsspole, og ovnen er typisk foret med passende ildfaste materialer.

Metaller og legeringer som har høy affinitet for gasser – spesielt nitrogen og oksygen – blir ofte smeltet/raffinert i vakuuminduksjonsovner for å hindre forurensning/reaksjon med disse gassene. Prosessen brukes derfor generelt til bearbeiding av materialer med høy renhet eller materialer med stramme toleranser for kjemisk sammensetning.

Spørsmål: Hvorfor brukes vakuuminduksjonssmelting?

A: Vakuuminduksjonssmelting ble opprinnelig utviklet for prosessering av spesialiserte og eksotiske legeringer og blir følgelig mer vanlig ettersom disse avanserte materialene blir stadig mer brukt. Mens den ble utviklet for materialer som superlegeringer, kan den også brukes til rustfritt stål og andre metaller.
Hvordan fungerer envakuum induksjonsovnarbeid?
Materiale lades inn i induksjonsovnen under vakuum og kraft tilføres for å smelte ladningen. Ytterligere kostnader foretas for å bringe det flytende metallvolumet til ønsket smeltekapasitet. Det smeltede metallet raffineres under vakuum og kjemien justeres til den nøyaktige smeltekjemien er oppnådd.
Hva skjer med metall i et vakuum?
Spesielt danner de fleste metaller et oksidlag på enhver overflate som er utsatt for luft. Dette fungerer som et skjold for å forhindre binding. I rommets vakuum er det ingen luft, så metaller vil ikke danne det beskyttende laget.

Fordeler med VIM Melting
Avhengig av produkt og metallurgisk prosess er vakuumnivåene under raffineringsfasen i området 10-1 til 10-4 mbar. Noen av de metallurgiske fordelene ved vakuumbehandling er:
Smelting under oksygenfri atmosfære begrenser dannelsen av ikke-metalliske oksidinneslutninger og forhindrer oksidasjon av reaktive elementer
Oppnåelse av svært nære komposisjonstoleranser og gassinnhold
Fjerning av uønskede sporstoffer med høyt damptrykk
Fjerning av oppløste gasser - oksygen, hydrogen, nitrogen
Justering av presis og homogen legeringssammensetning og smeltetemperatur
Smelting i vakuum eliminerer behovet for et beskyttende slaggdeksel og reduserer potensialet for utilsiktet slaggforurensning eller inneslutninger i barren
Av denne grunn er metallurgiske operasjoner som avfosforisering og avsvovling begrenset. VIM-metallurgi er først og fremst rettet mot de trykkavhengige reaksjonene, som reaksjoner av karbon, oksygen, nitrogen og hydrogen. Fjerning av skadelige, flyktige sporstoffer, som antimon, tellur, selen og vismut, i vakuuminduksjonsovner er av betydelig praktisk betydning.

Nøyaktig overvåking av den trykkavhengige reaksjonen av overflødig karbon for å fullføre deoksideringen er bare ett eksempel på prosessallsidighet ved bruk av VIM-prosessen for produksjon av superlegeringer. Andre materialer enn superlegeringer avkarboniseres, avsvovles eller selektivt destilleres i vakuuminduksjonsovner for å oppfylle spesifikasjoner og garantere materialegenskaper. På grunn av det høye damptrykket til de fleste av de uønskede sporelementene, kan de reduseres til svært lave nivåer ved destillasjon under vakuuminduksjonssmelting, spesielt for legeringer med ekstremt høye styrker ved høyere driftstemperaturer. For ulike legeringer som må oppfylle de høyeste kvalitetskravene, er vakuuminduksjonsovnen det best egnede smeltesystemet.

Følgende metoder kan enkelt kombineres med VIM-systemet for å produsere rene smelter:
Atmosfærekontroll med lav lekkasje- og desorpsjonshastighet
Valg av et mer stabilt ildfast materiale for smeltedigelforing
Omrøring og homogenisering ved elektromagnetisk omrøring eller rensegass
Nøyaktig temperaturkontroll for å minimere digelreaksjoner med smelten
Egnede slagg- og filtreringsteknikker under støpeprosessen
Anvendelse av en passende vaske- og traktteknikk for bedre fjerning av oksid.