Zprávy

Vakuové indukční tavení
Vakuové lití (vakuové indukční tavení – VIM) bylo vyvinuto pro zpracování specializovaných a exotických slitin, a proto se stává stále běžnějším, protože tyto pokročilé materiály jsou stále více používány. VIM byl vyvinut pro tavení a odlévání superslitin a vysokopevnostních ocelí, z nichž mnohé vyžadují vakuové zpracování, protože obsahují žáruvzdorné a reaktivní prvky jako Ti, Nb a Al. Může být také použit pro nerezové oceli a jiné kovy, pokud je požadována vysoce kvalitní počáteční tavenina.

Jak název napovídá, proces zahrnuje tavení kovu za podmínek vakua. Jako zdroj energie pro tavení kovu se používá elektromagnetická indukce. Indukční tavení funguje tak, že se v kovu indukují elektrické vířivé proudy. Zdrojem je indukční cívka, která vede střídavý proud. Vířivé proudy se zahřívají a nakonec taví náboj.

Pec se skládá ze vzduchotěsného, ​​vodou chlazeného ocelového pláště schopného odolat požadovanému vakuu pro zpracování. Kov se taví v kelímku umístěném ve vodou chlazené indukční cívce a pec je typicky vyložena vhodnými žáruvzdornými materiály.

Kovy a slitiny, které mají vysokou afinitu k plynům – zejména dusíku a kyslíku – se často taví/rafinují ve vakuových indukčních pecích, aby se zabránilo kontaminaci/reakci s těmito plyny. Proces se proto obecně používá pro zpracování vysoce čistých materiálů nebo materiálů s úzkými tolerancemi chemického složení.

Otázka: Proč se používá vakuové indukční tavení?

Odpověď: Vakuové indukční tavení bylo původně vyvinuto pro zpracování specializovaných a exotických slitin a v důsledku toho se stává běžnějším, protože tyto pokročilé materiály jsou stále více používány. Zatímco byl vyvinut pro materiály, jako jsou superslitiny, lze jej použít také pro nerezové oceli a další kovy.
Jak se avakuová indukční pecpráce?
Materiál se vkládá do indukční pece ve vakuu a k roztavení vsázky se používá energie. Dodatečné vsázky se provádějí, aby se objem tekutého kovu dostal na požadovanou kapacitu taveniny. Roztavený kov se rafinuje ve vakuu a chemické složení se upravuje, dokud není dosaženo přesného chemického složení taveniny.
Co se stane s kovem ve vakuu?
Zejména většina kovů tvoří vrstvu oxidu na jakémkoli povrchu, který je vystaven vzduchu. To funguje jako štít, aby se zabránilo lepení. Ve vakuu vesmíru není vzduch, takže kovy by nevytvářely ochrannou vrstvu.

Výhody VIM Melting
V závislosti na produktu a metalurgickém procesu jsou úrovně vakua během rafinační fáze v rozmezí 10-1 až 10-4 mbar. Některé z metalurgických výhod vakuového zpracování jsou:
Tavení v atmosféře bez kyslíku omezuje tvorbu nekovových oxidových inkluzí a zabraňuje oxidaci reaktivních prvků
Dosažení velmi úzkých tolerancí složení a obsahu plynů
Odstranění nežádoucích stopových prvků s vysokým tlakem par
Odstraňování rozpuštěných plynů – kyslík, vodík, dusík
Úprava přesného a homogenního složení slitiny a teploty taveniny
Tavení ve vakuu eliminuje potřebu ochranného krytu strusky a snižuje možnost náhodné kontaminace struskou nebo vměstků v ingotu
Z tohoto důvodu jsou omezeny metalurgické operace, jako je defosforizace a odsíření. Metalurgie VIM je primárně zaměřena na reakce závislé na tlaku, jako jsou reakce uhlíku, kyslíku, dusíku a vodíku. Odstraňování škodlivých těkavých stopových prvků, jako je antimon, telur, selen a vizmut, ve vakuových indukčních pecích má značný praktický význam.

Přesné sledování tlakově závislé reakce přebytečného uhlíku k dokončení dezoxidace je jen jedním příkladem všestrannosti procesu využívajícího proces VIM pro výrobu superslitin. Jiné materiály než superslitiny jsou oduhličovány, odsířeny nebo selektivně destilovány ve vakuových indukčních pecích, aby byly splněny specifikace a garantovány vlastnosti materiálu. Vzhledem k vysokému tlaku par většiny nežádoucích stopových prvků je lze snížit na velmi nízkou úroveň destilací během vakuového indukčního tavení, zejména u slitin s extrémně vysokou pevností při vyšších provozních teplotách. Pro různé slitiny, které musí splňovat nejvyšší požadavky na kvalitu, je vakuová indukční pec nejvhodnějším tavicím systémem.

Následující metody lze snadno kombinovat se systémem VIM pro výrobu čistých tavenin:
Kontrola atmosféry s nízkou mírou úniku a desorpce
Výběr stabilnějšího žáruvzdorného materiálu pro vyzdívku kelímku
Míchání a homogenizace elektromagnetickým mícháním nebo proplachovacím plynem
Přesná regulace teploty pro minimalizaci reakcí kelímku s taveninou
Vhodné techniky odstraňování strusky a filtrace během procesu odlévání
Použití vhodné techniky praní a mezipánve pro lepší odstranění oxidů.