Вести

Вакуумско индукционо топљење
Вакуумско ливење (вакуумско индукционо топљење – VIM) је развијено за обраду специјализованих и егзотичних легура и последично постаје све уобичајеније како се ови напредни материјали све више користе. VIM је развијен за топљење и ливење суперлегура и челика високе чврстоће, од којих многе захтевају вакуумску обраду јер садрже ватросталне и реактивне елементе као што су Ti, Nb и Al. Такође се може користити за нерђајуће челике и друге метале када је потребан висококвалитетни почетни растоп.

Као што и само име сугерише, процес подразумева топљење метала у вакуумским условима. Електромагнетна индукција се користи као извор енергије за топљење метала. Индукционо топљење функционише индуковањем електричних вртложних струја у металу. Извор је индукциони калем, који носи наизменичну струју. Вртложне струје загревају и на крају топе материјал.

Пећ се састоји од херметички затвореног, водом хлађеног челичног омотача који може да издржи потребни вакуум за обраду. Метал се топи у лонцу смештеном у водом хлађеном индукционом калему, а пећ је обично обложена одговарајућим ватросталним материјалима.

Метали и легуре који имају висок афинитет према гасовима – посебно азоту и кисеонику – често се топе/рафинишу у вакуумским индукционим пећима како би се спречила контаминација/реакција са овим гасовима. Процес се стога генерално користи за обраду материјала високе чистоће или материјала са строгим толеранцијама хемијског састава.

П: Зашто се користи вакуумско индукцијско топљење?

A: Вакуумско индукционо топљење је првобитно развијено за обраду специјализованих и егзотичних легура и последично постаје све уобичајеније како се ови напредни материјали све више користе. Иако је развијено за материјале као што су суперлегуре, може се користити и за нерђајуће челике и друге метале.
Како севакуумска индукциона пећпосао?
Материјал се ставља у индукциону пећ под вакуумом и примењује се снага да би се растопио материјал. Додатна пуњења се врше како би се запремина течног метала довела до жељеног капацитета растопа. Растопљени метал се рафинише под вакуумом, а хемијски састав се подешава док се не постигне прецизан хемијски састав растопа.
Шта се дешава са металом у вакууму?
Конкретно, већина метала формира оксидни слој на било којој површини која је изложена ваздуху. Ово делује као штит који спречава везивање. У вакууму свемира нема ваздуха, тако да метали не би формирали заштитни слој.

Предности топљења VIM-а
У зависности од производа и металуршког процеса, нивои вакуума током фазе рафинирања крећу се у распону од 10⁻¹ до 10⁻⁴ mbar. Неке од металуршких предности вакуумске обраде су:
Топљење у атмосфери без кисеоника ограничава стварање неметалних оксидних инклузија и спречава оксидацију реактивних елемената
Постизање веома блиских толеранција у саставу и садржају гаса
Уклањање нежељених елемената у траговима високим притиском паре
Уклањање растворених гасова – кисеоника, водоника, азота
Подешавање прецизног и хомогеног састава легуре и температуре топљења
Топљење у вакууму елиминише потребу за заштитним поклопцем од шљаке и смањује могућност случајне контаминације шљаком или укључивања у ингот.
Из тог разлога, металуршке операције као што су дефосфоризација и десумпоризација су ограничене. VIM металургија је првенствено усмерена на реакције зависне од притиска, као што су реакције угљеника, кисеоника, азота и водоника. Уклањање штетних, испарљивих елемената у траговима, као што су антимон, телур, селен и бизмут, у вакуумским индукционим пећима је од значајног практичног значаја.

Прецизно праћење реакције вишка угљеника зависне од притиска ради завршетка деоксидације је само један пример свестраности процеса коришћењем VIM процеса за производњу суперлегура. Материјали који нису суперлегуре се декарбуризују, десумпоришу или селективно дестилују у вакуумским индукционим пећима како би се испуниле спецификације и гарантовала својства материјала. Због високог напона паре већине непожељних елемената у траговима, они се могу редуковати на веома ниске нивое дестилацијом током вакуумског индукционог топљења, посебно за легуре са изузетно високим чврстоћама на вишим радним температурама. За разне легуре које морају да испуне највише захтеве квалитета, вакуумска индукциона пећ је најприкладнији систем за топљење.

Следеће методе се могу лако комбиновати са VIM системом за производњу чистих растопа:
Контрола атмосфере са ниским стопама цурења и десорпције
Избор стабилнијег ватросталног материјала за облогу лончића
Мешање и хомогенизација електромагнетним мешањем или прочишћавањем гасом
Прецизна контрола температуре како би се минимизирале реакције лончића са растопом
Одговарајуће технике уклањања згуре и филтрирања током процеса ливења
Примена одговарајуће технике прања и улива за боље уклањање оксида.