Νέα

Τήξη επαγωγής σε κενό
Η χύτευση υπό κενό (τήξη επαγωγής σε κενό – VIM) αναπτύχθηκε για την επεξεργασία εξειδικευμένων και εξωτικών κραμάτων, και κατά συνέπεια γίνεται πιο συνηθισμένη καθώς αυτά τα προηγμένα υλικά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο. Το VIM αναπτύχθηκε για να λιώνει και να χυτεύει υπερκράματα και χάλυβες υψηλής αντοχής, πολλά από τα οποία απαιτούν επεξεργασία υπό κενό επειδή περιέχουν πυρίμαχα και αντιδραστικά στοιχεία όπως Ti, Nb και Al. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ανοξείδωτους χάλυβες και άλλα μέταλλα όταν είναι επιθυμητό ένα αρχικό τήγμα υψηλής ποιότητας.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, η διαδικασία περιλαμβάνει την τήξη ενός μετάλλου υπό συνθήκες κενού. Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας για την τήξη του μετάλλου. Η επαγωγική τήξη λειτουργεί προκαλώντας ηλεκτρικά δινορεύματα στο μέταλλο. Η πηγή είναι το πηνίο επαγωγής, το οποίο μεταφέρει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα. Τα δινορεύματα θερμαίνονται και τελικά λιώνουν το φορτίο.

Ο κλίβανος αποτελείται από ένα αεροστεγές, υδρόψυκτο χαλύβδινο χιτώνιο ικανό να αντέχει το απαιτούμενο κενό για την επεξεργασία. Το μέταλλο τήκεται σε ένα χωνευτήριο που στεγάζεται σε ένα υδρόψυκτο επαγωγικό πηνίο και ο κλίβανος είναι συνήθως επενδεδυμένος με κατάλληλα πυρίμαχα υλικά.

Μέταλλα και κράματα που έχουν υψηλή συγγένεια για τα αέρια –ιδίως το άζωτο και το οξυγόνο– συχνά τήκονται/εξευγενίζονται σε επαγωγικούς κλιβάνους κενού για να αποφευχθεί η μόλυνση/αντίδραση με αυτά τα αέρια. Η διεργασία επομένως χρησιμοποιείται γενικά για την επεξεργασία υλικών υψηλής καθαρότητας ή υλικών με αυστηρές ανοχές στη χημική σύνθεση.

Ε: Γιατί χρησιμοποιείται η τήξη επαγωγής κενού;

Α: Η επαγωγική τήξη κενού αναπτύχθηκε αρχικά για την επεξεργασία εξειδικευμένων και εξωτικών κραμάτων και κατά συνέπεια γίνεται πιο συνηθισμένη καθώς αυτά τα προηγμένα υλικά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο. Ενώ αναπτύχθηκε για υλικά όπως υπερκράματα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ανοξείδωτους χάλυβες και άλλα μέταλλα.
Πώς κάνει ο αεπαγωγικός φούρνος κενούεργασία;
Το υλικό φορτώνεται στον επαγωγικό κλίβανο υπό κενό και εφαρμόζεται ισχύς για την τήξη του φορτίου. Γίνονται πρόσθετες χρεώσεις για να φτάσει ο όγκος του υγρού μετάλλου στην επιθυμητή χωρητικότητα τήξης. Το λιωμένο μέταλλο εξευγενίζεται υπό κενό και η χημεία ρυθμίζεται μέχρι να επιτευχθεί η ακριβής χημεία τήγματος.
Τι συμβαίνει στο μέταλλο στο κενό;
Συγκεκριμένα, τα περισσότερα μέταλλα σχηματίζουν ένα στρώμα οξειδίου σε οποιαδήποτε επιφάνεια εκτίθεται στον αέρα. Αυτό λειτουργεί ως ασπίδα για την αποφυγή συγκόλλησης. Στο κενό του χώρου, δεν υπάρχει αέρας, οπότε τα μέταλλα δεν θα σχηματίσουν το προστατευτικό στρώμα.

Πλεονεκτήματα της τήξης VIM
Ανάλογα με το προϊόν και τη μεταλλουργική διαδικασία, τα επίπεδα κενού κατά τη φάση εξευγενισμού κυμαίνονται από 10-1 έως 10-4 mbar. Μερικά από τα μεταλλουργικά πλεονεκτήματα της επεξεργασίας κενού είναι:
Η τήξη σε ατμόσφαιρα χωρίς οξυγόνο περιορίζει τον σχηματισμό εγκλεισμάτων μη μεταλλικών οξειδίων και αποτρέπει την οξείδωση των αντιδραστικών στοιχείων
Επίτευξη πολύ κοντινών ανοχών σύνθεσης και περιεκτικότητας σε αέρια
Αφαίρεση ανεπιθύμητων ιχνοστοιχείων με υψηλές πιέσεις ατμών
Απομάκρυνση διαλυμένων αερίων – οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο
Ρύθμιση ακριβούς και ομοιογενούς σύνθεσης κράματος και θερμοκρασίας τήξης
Η τήξη στο κενό εξαλείφει την ανάγκη για προστατευτικό κάλυμμα σκωρίας και μειώνει την πιθανότητα τυχαίας μόλυνσης από σκωρία ή εγκλεισμών στο ράβδο
Για το λόγο αυτό, οι μεταλλουργικές εργασίες όπως η αποφωσφόρωση και η αποθείωση είναι περιορισμένες. Η μεταλλουργία VIM στοχεύει κυρίως σε αντιδράσεις που εξαρτώνται από την πίεση, όπως αντιδράσεις άνθρακα, οξυγόνου, αζώτου και υδρογόνου. Η απομάκρυνση επιβλαβών, πτητικών ιχνοστοιχείων, όπως το αντιμόνιο, το τελλούριο, το σελήνιο και το βισμούθιο, σε επαγωγικούς κλιβάνους κενού έχει σημαντική πρακτική σημασία.

Η ακριβής παρακολούθηση της εξαρτώμενης από την πίεση αντίδρασης περίσσειας άνθρακα για την ολοκλήρωση της αποξείδωσης είναι μόνο ένα παράδειγμα ευελιξίας της διαδικασίας χρησιμοποιώντας τη διαδικασία VIM για την παραγωγή υπερκραμάτων. Τα άλλα υλικά εκτός από τα υπερκράματα απανθρακώνονται, αποθείώνονται ή αποστάζονται επιλεκτικά σε επαγωγικούς φούρνους κενού προκειμένου να πληρούν τις προδιαγραφές και να εγγυώνται τις ιδιότητες του υλικού. Λόγω της υψηλής τάσης ατμών των περισσότερων από τα ανεπιθύμητα ιχνοστοιχεία, μπορούν να μειωθούν σε πολύ χαμηλά επίπεδα με απόσταξη κατά τη διάρκεια της τήξης επαγωγής υπό κενό, ιδιαίτερα για κράματα με εξαιρετικά υψηλές αντοχές σε υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας. Για διάφορα κράματα που πρέπει να πληρούν τις υψηλότερες απαιτήσεις ποιότητας, ο κλίβανος επαγωγής κενού είναι το καταλληλότερο σύστημα τήξης.

Οι ακόλουθες μέθοδοι μπορούν εύκολα να συνδυαστούν με το σύστημα VIM για την παραγωγή καθαρών λιωμένων:
Έλεγχος ατμόσφαιρας με χαμηλούς ρυθμούς διαρροής και εκρόφησης
Επιλογή πιο σταθερού πυρίμαχου υλικού για επένδυση χωνευτηρίου
Ανάδευση και ομογενοποίηση με ηλεκτρομαγνητική ανάδευση ή αέριο καθαρισμού
Ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας για την ελαχιστοποίηση των αντιδράσεων του χωνευτηρίου με το τήγμα
Κατάλληλες τεχνικές αφαίρεσης και φιλτραρίσματος κατά τη διαδικασία χύτευσης
Εφαρμογή κατάλληλης τεχνικής πλυσίματος και καθαρισμού για καλύτερη αφαίρεση οξειδίων.