Wat is vakuuminduksiesmelting?

Vakuumsmelting is 'n metaal- en legeringssmelttegniek wat in 'n vakuumomgewing uitgevoer word.

Hierdie tegnologie kan voorkom dat skaars metale deur die atmosfeer en vuurvaste materiale besoedel word, en het die funksie van suiwering en suiwering. Deur vakuumsmelting kan hoëgehalte-metale en legerings met lae gasinhoud, min insluitsels en klein segregasie verkry word. Hierdie metode is van kritieke belang vir die verkryging van hoë suiwerheid en hoëgehalte-metaalmateriale, veral geskik vir legerings of metale wat moeilik is om te smelt en ultrahoë suiwerheid benodig. Die metodes van vakuumsmelting sluit in elektronstraalsmelting, vakuuminduksiesmelting, vakuumboogoondsmelting en plasmaoondsmelting. Byvoorbeeld, elektronstraalsmelting gebruik hoë-energie-elektronstrale om gesmelte materiale te bombardeer, dit vinnig in termiese energie om te skakel en dit te smelt. Hierdie metode is geskik vir die smelt van hoë moeilikheidsgraad en ultrahoë suiwerheid-legerings of metale.

Daarbenewens help vakuumsmelting ook om die taaiheid, moegheidssterkte, korrosieweerstand, hoëtemperatuurkruipprestasie en magnetiese deurlaatbaarheid van metaalmateriale te verbeter.

Vakuuminduksie-oondsmelting is 'n proses waar elektromagnetiese induksie gebruik word om wervelstrome in metaalgeleiers onder vakuumtoestande te genereer om die oondmateriaal te verhit. Dit het die eienskappe van klein smeltkamervolume, kort vakuumpomptyd en smeltsiklus, gerieflike temperatuur- en drukbeheer, herwinbaarheid van vlugtige elemente en akkurate beheer van legeringsamestelling. As gevolg van bogenoemde eienskappe het dit nou ontwikkel tot 'n belangrike toerusting vir die produksie van spesiale legerings soos spesiale staal, presisie-legerings, elektriese verwarmingslegerings, hoëtemperatuur-legerings en korrosiebestande legerings.

1. Wat is vakuum?

In 'n geslote houer, as gevolg van die afname in die aantal gasmolekules, neem die druk wat deur gasmolekules op 'n eenheidsoppervlakte uitgeoefen word, af. Op hierdie tydstip is die druk binne die houer laer as normale druk. Hierdie tipe gasruimte wat laer as normale druk is, word 'n vakuum genoem.

2. Wat is die werkbeginsel van 'n vakuum-induksie-oond?

Die hoofmetode is om elektromagnetiese induksie toe te pas om stroom in die metaallading self op te wek, en dan op die weerstand van die metaallading self staat te maak om elektriese energie in termiese energie om te skakel volgens die Joule-Lenz-wet, wat gebruik word vir die smelt van metale.

3. Hoe word elektromagnetiese roering in 'n vakuum-induksie-oond gevorm?

Die gesmelte metaal in die kroes genereer elektriese krag in die magnetiese veld wat deur die induksiespoel gegenereer word. As gevolg van die vel-effek, is die wervelstrome wat deur die gesmelte metaal gegenereer word, teenoor die rigting van die stroom wat deur die induksiespoel beweeg, wat lei tot wedersydse afstoting; Die afstotende krag op die gesmelte metaal wys altyd na die as van die kroes, en die gesmelte metaal word ook na die middel van die kroes gestoot; As gevolg van die feit dat die induksiespoel 'n kort spoel is met kort effekte aan beide kante, neem die ooreenstemmende elektriese krag aan beide kante van die induksiespoel af, en die verspreiding van elektriese krag is kleiner aan die boonste en onderste punte en groter in die middel. Onder hierdie krag beweeg die metaalvloeistof eers van die middel na die as van die kroes, en vloei dan opwaarts en afwaarts na die middelpunt. Hierdie verskynsel bly sirkuleer en vorm 'n hewige beweging van die metaalvloeistof. Tydens die werklike smelting kan die verskynsel van metaalvloeistof wat opwaarts uitbult en opwaarts en afwaarts in die middel van die kroes omslaan, uitgeskakel word, wat elektromagnetiese roering genoem word.

4. Wat is die funksie van elektromagnetiese roering?

① Dit kan die tempo van fisiese en chemiese reaksies tydens die smeltproses versnel; ② Die samestelling van die gesmelte metaalvloeistof verenig; ③ Die temperatuur van die gesmelte metaal in die kroesie is geneig om konsekwent te wees, wat lei tot die volledige voltooiing van die reaksie tydens smelting; ④ Die resultaat van roering oorkom die effek van sy eie statiese druk, wat die opgeloste borrels diep in die kroesie op die vloeistofoppervlak omkeer, wat gasontlading vergemaklik en die gasinsluitingsinhoud van die legering verminder. Intense roering verhoog die meganiese erosie van die gesmelte metaal op die kroesie, wat die lewensduur daarvan beïnvloed; ⑥ Die ontbinding van vuurvaste materiale in kroesies by hoë temperature versnel, wat lei tot herkontaminasie van die gesmelte legering.

5. Wat is vakuumgraad?

Vakuumgraad verteenwoordig die dunheid van 'n gas onder een atmosferiese druk, algemeen uitgedruk as druk.

6. Wat is die lekkasietempo?

Lekkasietempo verwys na die hoeveelheid druktoename per tydseenheid nadat die vakuumtoerusting gesluit is.

7. Wat is die vel-effek?

Die vel-effek verwys na die verskynsel van ongelyke stroomverspreiding oor die dwarssnit van 'n geleier (verwys na die oondlading in smelting) wanneer wisselstroom daardeur beweeg. Hoe hoër die oppervlakstroomdigtheid van die geleier, hoe laer die stroomdigtheid na die middelpunt toe.

8. Wat is elektromagnetiese induksie?

Wisselstroom beweeg deur 'n draad en genereer 'n wisselende magnetiese veld daaromheen, terwyl die plasing van 'n geslote draad in 'n veranderende magnetiese veld wisselstroom binne die draad genereer. Hierdie verskynsel word elektromagnetiese induksie genoem.

10. Wat is die voordele van vakuum-induksie-oondsmelting?

① Geen lug- en slakbesoedeling nie, die gesmelte legering is suiwer en het 'n hoë vlak van werkverrigting;

② Vakuumsmelting skep goeie ontgassingsomstandighede, wat lei tot lae gasinhoud in die gesmelte staal en legering;

③ Onder vakuumtoestande word metale nie maklik geoksideer nie;

④ Onsuiwerhede (Pb, Bi, ens.) wat deur grondstowwe ingebring word, kan in 'n vakuumtoestand verdamp, wat lei tot materiaalsuiwering;

⑤ Tydens vakuum-induksie-oondsmelting kan koolstofdeoksidasie gebruik word, en die deoksigeneringsproduk is gas, wat lei tot hoë legeringsuiwerheid;

⑥ Kan chemiese samestelling akkuraat aanpas en beheer;

⑦ Teruggestuurde materiaal kan gebruik word.

11. Wat is die nadele van vakuum-induksie-oondsmelting?

① Die toerusting is kompleks, duur en vereis 'n groot belegging;

② Ongerieflike onderhoud, hoë smeltkoste en relatief hoë koste;

③ Metaalbesoedeling veroorsaak deur vuurvaste materiale in kroesies tydens die smeltproses;

④ Die produksielot is klein en die inspeksiewerklas is groot.

12. Wat is die belangrikste basiese parameters en betekenisse van vakuumpompe?

① Ekstreme vakuumgraad: Die minimum stabiele drukwaarde (d.w.s. die hoogste stabiele vakuumgraad) wat verkry kan word na 'n lang tydperk van leegmaak wanneer die inlaat van 'n vakuumpomp verseël is, word die maksimum vakuumgraad van die pomp genoem.

② Evakuasietempo: Die volume gas wat deur 'n pomp per tydseenheid onttrek word, word die pomptempo van 'n vakuumpomp genoem.

③ Maksimum uitlaatdruk: Die maksimum drukwaarde waarteen gas tydens normale werking uit die uitlaatpoort van 'n vakuumpomp vrygestel word.

④ Voordruk: Die maksimum drukwaarde wat by die uitlaatpoort van die vakuumpomp gehandhaaf moet word om veilige werking te verseker.

13. Hoe om 'n redelike vakuumpompstelsel te kies?

① Die pomptempo van 'n vakuumpomp stem ooreen met 'n sekere inlaatdruk van die vakuumpomp;

② Meganiese pompe, wortelpompe en olie-aanjaerpompe kan nie direk na die atmosfeer uitlaat nie en moet op die voorste stadiumpomp staatmaak om die voorgeskrewe voordruk te vestig en te handhaaf om normaal te werk.

14. Waarom moet kapasitors by elektriese stroombane gevoeg word?

As gevolg van die groot afstand tussen die induksiespoel en die metaaloondmateriaal, is magnetiese lekkasie baie ernstig, die nuttige magnetiese vloed is baie laag, en die reaktiewe krag is hoog. Daarom, in kapasitiewe stroombane, lei die stroom die spanning. Om die invloed van induktansie te verreken en die arbeidsfaktor te verbeter, is dit nodig om 'n gepaste aantal elektriese houers in die stroombaan in te sluit, sodat die kapasitor en induktor parallel kan resoneer, en sodoende die arbeidsfaktor van die induksiespoel verbeter.

15. Hoeveel onderdele is die hooftoerusting van 'n vakuum-induksie-oond?

Smeltkamer, gietkamer, vakuumstelsel, kragtoevoerstelsel.

16. Wat is die onderhoudsmaatreëls vir die vakuumstelsel tydens die smeltproses?

① Die oliegehalte en olievlak van die vakuumpomp is normaal;

② Die filterskerm word normaalweg omgekeer;

③ Die verseëling van elke isolasieklep is normaal.

17. Wat is die onderhoudsmaatreëls vir die kragtoevoerstelsel tydens die smeltproses?

① Die koelwatertemperatuur van die kondensator is normaal;

② Die transformatorolietemperatuur is normaal;

③ Die koelwatertemperatuur van die kabel is normaal.

18. Wat is die vereistes vir smeltkroeë in vakuum-induksie-oond?

① Het hoë termiese stabiliteit om krake wat veroorsaak word deur vinnige afkoeling en verhitting te vermy;

② Het hoë chemiese stabiliteit om kontaminasie van die smeltkroes deur vuurvaste materiale te voorkom;

③ Voldoende hoë brandweerstand en hoëtemperatuurstrukturele sterkte hê om hoë temperature en die impak van oondmateriaal te weerstaan;

④ Die kroes moet 'n hoë digtheid en 'n gladde werkoppervlak hê om die kontakoppervlakte tussen die kroes en die metaalvloeistof te verminder, en om die mate van adhesie van metaalreste op die oppervlak van die kroes te verminder.

⑤ Het hoë isolasie-eienskappe;

⑥ Klein volumekrimping tydens die sinterproses;

⑦ Het lae vlugtigheid en goeie weerstand teen hidrasie;

⑧ Die smeltkroesmateriaal het 'n klein hoeveelheid gasvrystelling.

⑨ Die smeltkroes het oorvloedige materiale en lae pryse.

19. Hoe kan die hoëtemperatuurprestasie van kroeë verbeter word?

① Verminder die inhoud van CaO en die verhouding van CaO/SiO2 in MgO-sand om die hoeveelheid vloeibare fase te verminder en die temperatuur te verhoog waarteen die vloeibare fase gegenereer word.

② Verbeter die stabiliteit van kristalkorrels.

③ Om 'n goeie herkristallisasietoestand in die gesinterde laag te bereik, om porositeit te verminder, korrelgrenswydte te verminder en 'n mosaïekstruktuur te vorm, wat 'n direkte kombinasie van vaste en vaste fases vorm, waardeur die skadelike effekte van die vloeibare fase verminder word.

20. Hoe om die gepaste geometriese grootte van die smeltkroes te kies?

① Die wanddikte van die kroesie is gewoonlik 1/8 tot 1/10 van die deursnee van die kroesie (gevorm);

② Staalvloeistof maak 75% van die kroesievolume uit;

③ Die hoek van R is ongeveer 45 °;

④ Die dikte van die oondbodem is gewoonlik 1,5 keer dié van die oondwand.

21. Wat is die algemeen gebruikte kleefmiddels vir die knoop van kroeë?

① Organiese materiaal: dekstrien, pulpafvalvloeistof, organiese hars, ens.;

② Anorganiese stowwe: natriumsilikaat, pekelwater, boorsuur, karbonaat, klei, ens.

22. Wat is die funksie van die kleefmiddel (H3BO3) vir die knoop van kroeë?

Boorsuur (H3BO3) kan alle vog verwyder deur dit onder 300 ℃ onder normale omstandighede te verhit, en word boorsuuranhidried (B2O3) genoem.

① By lae temperature kan sommige MgO en Al2O3 in vloeibare B2O3 oplos om 'n reeks oorgangsprodukte te vorm, wat die vastefase-diffusie van MgO · Al2O3 versnel en herkristallisasie bevorder, wat veroorsaak dat die sinterlaag van die kroesie by laer temperature vorm, waardeur die sintertemperatuur verlaag word.

② Deur staat te maak op die smelt- en bindingseffek van boorsuur by medium temperatuur, kan die semi-gesinterde laag verdik word of die sterkte van die kroesie voor sekondêre sintering verhoog word.

③ In magnesia-sand wat CaO bevat, kan die gebruik van bindmiddels die kristaltransformasie van 2CaO · SiO2 onder 850 ℃ onderdruk.

23. Wat is die verskillende vormmetodes vir kroeë?

Twee maniere.

① Voorvervaardiging buite die oond; Nadat die grondstowwe (elektries gesmelte magnesium- of aluminium-magnesiumspinel-vuurvaste materiale) met 'n sekere deeltjiegrootteverhouding gemeng is en toepaslike kleefmiddels gekies is, word hulle in die kroesievorm gevorm deur vibrasie- en isostatiese drukprosesse. Die kroesieliggaam word gedroog en verwerk tot 'n voorafvervaardigde kroesie in 'n hoëtemperatuur-tonnelooond met 'n maksimum baktemperatuur van ≥ 1700 ℃ × 8 uur.

② Direk stamp binne die oond; Voeg 'n gepaste hoeveelheid vaste kleefmiddel, soos boorsuur, by die toepaslike deeltjiegrootteverhouding, meng egalig en gebruik stamp om digte vulling te verkry. Tydens sintering word verskillende mikrostrukture gevorm deur die verskillende temperature van elke onderdeel.

24. Uit hoeveel lae word die sinterstruktuur van die kroesie gevorm, en wat is die impak daarvan op die kwaliteit van die kroesie?

Die sinterstruktuur van die kroesie word in drie lae verdeel: sinterlaag, semi-sinterlaag en los laag.

Sinterlaag: Tydens die oondproses ondergaan die deeltjiegrootte herkristallisasie. Behalwe vir die medium sanddeeltjiegrootte aan die lae temperatuur-einde, kan die oorspronklike verhouding glad nie gesien word nie, en 'n eenvormige en fyn struktuur word aangebied. Die korrelgrense is baie smal, en onsuiwerhede word herverdeel op die nuwe korrelgrense. Die gesinterde laag is 'n harde dop wat aan die binneste deel van die kroesiewand geleë is, wat direk in kontak kom met die gesmelte metaal en verskeie kragte dra, dus is hierdie laag baie belangrik vir die kroesie.

Los laag: Tydens sintering is die temperatuur naby die isolasielaag laag, en magnesiumsand kan nie deur die glasfase gesinter of gebind word nie, en bly in 'n heeltemal los toestand. Hierdie laag is aan die buitenste deel van die kroes geleë en dien die volgende doeleindes: eerstens, as gevolg van sy los struktuur en swak termiese geleidingsvermoë, word die hitte wat van die binnewand van die kroes na buite oorgedra word, verminder, wat hitteverlies verminder, isolasie bied en die termiese doeltreffendheid binne die kroes verbeter; Tweedens, die los laag is ook 'n beskermende laag. Omdat die gesinterde laag 'n dop gevorm het en in direkte kontak met die vloeibare metaal kom, is dit geneig tot krake. Sodra dit kraak, sal die gesmelte vloeibare metaal uit die kraak sypel, terwyl die los laag minder geneig is tot krake as gevolg van sy los struktuur. Die metaalvloeistof wat uit die binneste laag sypel, word daardeur geblokkeer, wat beskerming bied vir die sensorring; Derdens, die los laag is steeds 'n buffer. As gevolg van die feit dat die gesinterde laag 'n harde dop geword het, vind algehele volume-uitsetting en -sametrekking plaas wanneer dit verhit en afgekoel word. As gevolg van die los struktuur van die los laag, speel dit 'n bufferende rol in die volumeverandering van die kroesie.

Semi-gesinterde laag (ook bekend as oorgangslaag): geleë tussen die gesinterde laag en die los laag, verdeel in twee dele. Naby die gesinterde laag smelt onsuiwerhede en herverdeel of bind met magnesiumsanddeeltjies. Magnesiumsand ondergaan gedeeltelike herkristallisasie, en groot sanddeeltjies lyk besonder dig; die dele naby die los laag is volledig aan mekaar gebind deur kleefmiddel. Die semi-gesinterde laag dien as beide 'n gesinterde laag en 'n los laag.

25. Hoe om die oondprosesstelsel te kies?

① Maksimum oondtemperatuur: Wanneer die dikte van die isolasielaag van die geknoopte kroes 5-10 mm is, vir elektriese gesmelte magnesia, maak die gesinterde laag slegs 13-15% van die kroesdikte uit wanneer dit by 1800 ℃ gebak word. Wanneer dit in 'n oond van 2000 ℃ gebak word, maak dit 24-27% uit. As gevolg van die hoëtemperatuursterkte van die kroes, is dit beter om 'n hoër oondtemperatuur te hê, maar dit is nie maklik om te hoog te word nie. Wanneer die temperatuur hoër as 2000 ℃ is, vorm dit 'n heuningkoekagtige struktuur as gevolg van die sublimasie van magnesiumoksied of die reduksie van magnesiumoksied deur koolstof, sowel as die intense herkristallisasie van magnesiumoksied. Daarom moet die maksimum oondtemperatuur onder 2000 ℃ beheer word.

② Verhittingstempo: In die vroeë stadium van verhitting, om vog effektief uit vuurvaste materiale te verwyder, moet voldoende voorverhitting uitgevoer word. Oor die algemeen moet die verhittingstempo stadig onder 1500 ℃ wees; wanneer die oondtemperatuur bo 1500 ℃ bereik, begin die elektries gesmelte magnesiasand sinter. Op hierdie tydstip moet hoë krag gebruik word om vinnig tot die verwagte maksimum oondtemperatuur te verhit.

③ Isolasietyd: Nadat die oondtemperatuur die hoogste oondtemperatuur bereik het, moet isolasie by daardie temperatuur uitgevoer word. Die isolasietyd wissel na gelang van die oondtipe en materiaal, soos 15-20 minute vir klein elektriese smeltkroeë vir magnesium en 30-40 minute vir groot en medium elektriese smeltkroeë vir magnesium.

Daarom moet die verhittingstempo tydens die oond en die bak teen die hoogste baktemperatuur dienooreenkomstig aangepas word.