Lajme

Shkrirja me induksion me vakum
Derdhja me vakum (shkrirja me induksion vakum - VIM) u zhvillua për përpunimin e lidhjeve të specializuara dhe ekzotike, dhe rrjedhimisht po bëhet më e zakonshme pasi këto materiale të avancuara përdoren gjithnjë e më shumë. VIM u zhvillua për të shkrirë dhe derdhur superaliazhe dhe çeliqe me rezistencë të lartë, shumë prej të cilëve kërkojnë përpunim me vakum sepse përmbajnë elementë zjarrdurues dhe reaktivë si Ti, Nb dhe Al. Mund të përdoret gjithashtu për çelik inox dhe metale të tjera kur dëshirohet një shkrirje fillestare me cilësi të lartë.

Siç sugjeron emri, procesi përfshin shkrirjen e një metali në kushte vakum. Induksioni elektromagnetik përdoret si burim energjie për shkrirjen e metalit. Shkrirja me induksion funksionon duke nxitur rryma vorbull elektrike në metal. Burimi është spiralja e induksionit, e cila mbart një rrymë alternative. Rrymat vorbull ngrohen dhe përfundimisht shkrijnë ngarkesën.

Furra përbëhet nga një xhaketë çeliku hermetike, e ftohur me ujë, e aftë për të përballuar vakumin e nevojshëm për përpunim. Metali shkrihet në një kavanoz të vendosur në një spirale induksioni të ftohur me ujë dhe furra zakonisht është e veshur me zjarrdurues të përshtatshëm.

Metalet dhe lidhjet që kanë një afinitet të lartë për gazrat – në veçanti azotin dhe oksigjenin – shpesh shkrihen/rafinohen në furrat me induksion vakum për të parandaluar ndotjen/reaksionin me këto gazra. Prandaj, procesi përdoret përgjithësisht për përpunimin e materialeve me pastërti të lartë ose materialeve me toleranca të ngushta në përbërjen kimike.

Pyetje: Pse përdoret shkrirja me induksion vakum?

Përgjigje: Shkrirja me induksion me vakum u zhvillua fillimisht për përpunimin e lidhjeve të specializuara dhe ekzotike dhe rrjedhimisht po bëhet më e zakonshme pasi këto materiale të avancuara përdoren gjithnjë e më shumë. Ndërsa është zhvilluar për materiale të tilla si superaliazhet, mund të përdoret gjithashtu për çelik inox dhe metale të tjera.
Si funksionon njëfurre me induksion me vakumpuna?
Materiali ngarkohet në furrën e induksionit nën vakum dhe fuqia aplikohet për të shkrirë ngarkesën. Ngarkesa shtesë bëhen për të sjellë vëllimin e metalit të lëngshëm në kapacitetin e dëshiruar të shkrirjes. Metali i shkrirë rafinohet në vakum dhe kimia rregullohet derisa të arrihet kimia e saktë e shkrirjes.
Çfarë ndodh me metalin në vakum?
Në veçanti, shumica e metaleve formojnë një shtresë oksidi në çdo sipërfaqe që është e ekspozuar ndaj ajrit. Kjo vepron si një mburojë për të parandaluar lidhjen. Në vakum të hapësirës, ​​nuk ka ajër, kështu që metalet nuk do të formonin shtresën mbrojtëse.

Avantazhet e shkrirjes VIM
Në varësi të produktit dhe procesit metalurgjik, nivelet e vakumit gjatë fazës së rafinimit janë në intervalin nga 10-1 deri në 10-4 mbar. Disa nga avantazhet metalurgjike të përpunimit me vakum janë:
Shkrirja në atmosferë pa oksigjen kufizon formimin e përfshirjeve të oksideve jometalike dhe parandalon oksidimin e elementeve reaktive
Arritja e tolerancave shumë të afërta të përbërjes dhe përmbajtjes së gazit
Heqja e elementëve gjurmë të padëshiruar me presione të larta avulli
Largimi i gazrave të tretur - oksigjen, hidrogjen, azot
Rregullimi i përbërjes precize dhe homogjene të aliazhit dhe temperaturës së shkrirjes
Shkrirja në vakum eliminon nevojën për një mbulesë mbrojtëse të skorjeve dhe zvogëlon potencialin e ndotjes aksidentale të skorjeve ose përfshirjes në shufër
Për këtë arsye, operacionet metalurgjike si defosforizimi dhe desulfurizimi janë të kufizuara. Metalurgjia VIM synon kryesisht në reaksionet e varura nga presioni, siç janë reaksionet e karbonit, oksigjenit, azotit dhe hidrogjenit. Heqja e mikroelementeve të dëmshme, të paqëndrueshme, si antimoni, teluri, seleniumi dhe bismuti, në furrat me induksion vakum ka një rëndësi të konsiderueshme praktike.

Monitorimi i saktë i reagimit të varur nga presioni i karbonit të tepërt për të përfunduar deoksidimin është vetëm një shembull i shkathtësisë së procesit duke përdorur procesin VIM për prodhimin e superaliazheve. Materialet e tjera përveç superaliazheve dekarburizohen, desulfurizohen ose distilohen në mënyrë selektive në furrat me induksion vakum, në mënyrë që të plotësojnë specifikimet dhe të garantojnë vetitë e materialit. Për shkak të presionit të lartë të avullit të shumicës së elementëve gjurmë të padëshiruar, ato mund të reduktohen në nivele shumë të ulëta me anë të distilimit gjatë shkrirjes me induksion në vakum, veçanërisht për lidhjet me forcë jashtëzakonisht të lartë në temperatura më të larta funksionimi. Për lidhjet e ndryshme që duhet të plotësojnë kërkesat më të larta të cilësisë, furra me induksion vakum është sistemi më i përshtatshëm i shkrirjes.

Metodat e mëposhtme mund të kombinohen lehtësisht me sistemin VIM për të prodhuar shkrirje të pastra:
Kontrolli i atmosferës me shkallë të ulët rrjedhjeje dhe desorbimi
Përzgjedhja e një materiali zjarrdurues më të qëndrueshëm për veshjen e kavanozit
Përzierje dhe homogjenizim me nxitje elektromagnetike ose gaz pastrimi
Kontroll i saktë i temperaturës për të minimizuar reaksionet e krusit me shkrirjen
Teknika të përshtatshme heqjeje dhe filtrimi gjatë procesit të derdhjes
Aplikimi i teknikës së përshtatshme të larjes dhe pastrimit për heqjen më të mirë të oksidit.