Введение в вакуумную плавку

Для улучшения процесса индукционной плавки и его изоляции от окружающей атмосферы плавильная печь часто полностью заключена в вакуумный контейнер, обычно работающий при 10 Торр. Такая конфигурация обеспечивает защиту процесса от атмосферных загрязнений, создавая более контролируемую среду для плавки. Использование вакуума значительно снижает окисление и вероятность загрязнения, улучшая общее качество расплава.

Преимущества вакуумной плавки

Объединяя электромагнитное перемешивание с вакуумной атмосферой, процесс способствует дегазации металла, гарантируя, что примеси, такие как водород или кислород, удаляются во время плавки. Это помогает предотвратить окисление во время процессов плавки и литья, что приводит к отливке, свободной от включений и демонстрирующей равномерное распределение материала. Возможность добавлять материалы во время процесса плавки, не беспокоясь об окислении, также повышает точность и воспроизводимость качества литья. Это приводит к получению металлов и сплавов с более высокой чистотой, лучшей устойчивостью к коррозии и повышенной прочностью против усталости и термических напряжений. Однако вакуумная плавка сопряжена с более высокими эксплуатационными расходами из-за более длительного времени, необходимого для установления и поддержания вакуума. Время, затрачиваемое на создание вакуума и последующие операции, больше, чем при традиционных методах плавки. Кроме того, такие процессы, как загрузка и заливка расплава, должны выполняться удаленно для поддержания вакуумной среды. Это делает вакуумную плавку более специализированным, хотя и более дорогим вариантом, используемым в первую очередь, когда для высокопроизводительных приложений требуются особые свойства материала.

Области применения и материалы, подходящие для вакуумной плавки

Вакуумная плавка обычно используется для производства суперсплавов, специальных сталей и металлов высокой чистоты. Этот процесс идеально подходит для суперсплавов на основе никеля и кобальта, таких как Nemolik, Atimet, Inconel и Vaspanu, а также для специальных сталей, таких как сталь Manain, нержавеющая сталь и быстрорежущая сталь. Он также используется для производства металлов высокой чистоты, таких как никель, кобальт, уран и бериллий, которые имеют решающее значение для различных передовых применений. Кроме того, вакуумная плавка используется для производства основных металлических сплавов, включая медь-хром, медь-титан, железо-титан и железо-хром, а также материалов с контролируемыми коэффициентами расширения, таких как Invar и Eurispa.

Процесс вакуумной плавки особенно полезен для производства высокочистых магнитных материалов, включая μ-металл и сплавы железа-кобальта-ванадия, а также легких и активных металлов, таких как титан, алюминий и цирконий. Если эти сплавы изначально не помещены в вакуумный контейнер перед плавкой, их все равно можно добавить позже в ходе процесса с помощью системы шлюза загрузки. Эта система позволяет вводить сплав в расплав, не подвергая его воздействию воздуха, гарантируя сохранение целостности вакуумной среды.

Оборудование и эксплуатационные характеристики

Большие вакуумные печи способны обрабатывать значительные объемы материала, с емкостью от 300 до 5000 кг стали. Сам резервуар печи обычно изготавливается из нержавеющей стали, что устраняет необходимость в магнитном экранировании в большинстве случаев, за исключением более крупных печей, где оно все еще может быть необходимо. Многие вакуумные печи оснащены устройствами блокировки форм, которые позволяют подготавливать формы вне вакуумной камеры. После создания вакуума эти формы можно переносить в камеру в герметичных условиях. В сочетании с устройством блокировки загрузки эти функции позволяют печи работать непрерывно, не требуя частой повторной откачки из плавильной камеры.