Chì ghjè a fusione per induzione di u vacuum?

A fusione à u vacuum hè una tecnica di fusione di metalli è leghe realizata in un ambiente à u vacuum.

Sta tecnulugia pò impedisce à i metalli rari d'esse contaminati da l'atmosfera è da i materiali refrattari, è hà a funzione di purificazione. Per via di a fusione à vuoto, si ponu ottene metalli è leghe di alta qualità cù un bassu cuntenutu di gas, poche inclusioni è una piccula segregazione. Stu metudu hè cruciale per ottene materiali metallichi di alta purezza è di alta qualità, particularmente adatti per leghe o metalli chì sò difficiuli da fonde è chì necessitanu una purezza ultra-alta. I metudi di fusione à vuoto includenu a fusione à fasciu di elettroni, a fusione à induzione à vuoto, a fusione à fornu à arcu à vuoto è a fusione à fornu à plasma. Per esempiu, a fusione à fasciu di elettroni usa fasci di elettroni d'alta energia per bombardà i materiali fusi, cunvertenduli rapidamente in energia termica è fundenduli. Stu metudu hè adattatu per fonde leghe o metalli di alta difficultà è di purezza ultra-alta.

Inoltre, a fusione à u vacuum aiuta ancu à migliurà a tenacità, a resistenza à a fatica, a resistenza à a corrosione, e prestazioni di creep à alta temperatura è a permeabilità magnetica di i materiali metallichi.

A fusione in fornu à induzione à vuoto hè un prucessu chì usa l'induzione elettromagnetica per generà currenti parassite in cunduttori metallichi in cundizioni di vuoto per riscaldà u materiale di u fornu. Hà e caratteristiche di un picculu vulume di camera di fusione, un tempu di pompaggio à vuoto è un ciclu di fusione brevi, un cuntrollu convenientu di a temperatura è di a pressione, a riciclabilità di l'elementi volatili è un cuntrollu precisu di a cumpusizione di a lega. Per via di e caratteristiche sopra menzionate, hè diventata avà un equipaggiamentu impurtante per a pruduzzione di leghe speciali cum'è acciaio speciale, leghe di precisione, leghe di riscaldamentu elettricu, leghe à alta temperatura è leghe resistenti à a corrosione.

1. Chì ghjè u vacuum ?

In un cuntinadore chjusu, per via di a diminuzione di u numeru di molecule di gasu, a pressione esercitata da e molecule di gasu nantu à una unità di superficia diminuisce. In questu mumentu, a pressione in u cuntinadore hè più bassa di a pressione nurmale. Stu tipu di spaziu gassosu chì hè più bassu di a pressione nurmale hè chjamatu vacuum.

2. Chì ghjè u principiu di funziunamentu di un fornu à induzione à vuoto?

U metudu principale hè di applicà l'induzione elettromagnetica per generà corrente in a carica metallica stessa, è dopu affidà si à a resistenza di a carica metallica stessa per cunvertisce l'energia elettrica in energia termica secondu a lege di Joule Lenz, chì hè aduprata per a fusione di i metalli.

3. Cumu si forma l'agitazione elettromagnetica in un fornu à induzione à vuoto?

U metallu fusu in u crucible genera forza elettrica in u campu magneticu generatu da a bobina d'induzione. A causa di l'effettu pelle, e currenti parassite generate da u metallu fusu sò opposte à a direzzione di a corrente chì passa per a bobina d'induzione, risultendu in una repulsione mutuale; A forza repulsiva nantu à u metallu fusu punta sempre versu l'asse di u crucible, è u metallu fusu hè ancu spintu versu u centru di u crucible; A causa di u fattu chì a bobina d'induzione hè una bobina corta cù effetti corti à e duie estremità, a forza elettrica currispondente à e duie estremità di a bobina d'induzione diminuisce, è a distribuzione di a forza elettrica hè più chjuca à l'estremità superiore è inferiore è più grande in u mezu. Sottu à sta forza, u liquidu metallicu si move prima da u mezu versu l'asse di u crucible, è dopu scorre in su è in giù versu u centru. Stu fenomenu cuntinueghja à circulà, furmendu un muvimentu feroce di u liquidu metallicu. Durante a fusione vera, u fenomenu di u liquidu metallicu chì si gonfia in su è si ribalta in su è in giù in u centru di u crucible pò esse eliminatu, ciò chì si chjama agitazione elettromagnetica.

4. Chì ghjè a funzione di l'agitazione elettromagnetica ?

① Pò accelerà a velocità di e reazzioni fisiche è chimiche durante u prucessu di fusione; ② Unificà a cumpusizione di u liquidu di metallu fusu; ③ A temperatura di u metallu fusu in u crogiolu tende à esse consistente, risultendu in u cumpletamentu cumpletu di a reazione durante a fusione; ④ U risultatu di l'agitazione supera l'effettu di a so propria pressione statica, vultendu e bolle dissolte in fondu à u crogiolu nantu à a superficia di u liquidu, facilitendu a scarica di gas è riducendu u cuntenutu d'inclusione di gas di a lega. L'agitazione intensa aumenta l'erosione meccanica di u metallu fusu nantu à u crogiolu, affettendu a so durata di vita; ⑥ Accelerà a decomposizione di i materiali refrattarii in i crogioli à alte temperature, risultendu in una nova contaminazione di a lega fusa.

5. Chì ghjè u gradu di vacuum?

U gradu di vacuum rapprisenta a finezza di un gas sottu à una pressione atmosferica, cumunemente espressa cum'è pressione.

6. Chì ghjè a velocità di fuga?

A velocità di perdita si riferisce à a quantità di aumentu di pressione per unità di tempu dopu chì l'equipaggiu di vacuum hè chjusu.

7. Chì ghjè l'effettu di a pelle ?

L'effettu pelle si riferisce à u fenomenu di distribuzione irregulare di a corrente nantu à a sezione trasversale di un cunduttore (riferendusi à a carica di u fornu in a fusione) quandu a corrente alternata ci passa per ellu. Più alta hè a densità di corrente superficiale di u cunduttore, più bassa hè a densità di corrente versu u centru.

8. Chì ghjè l'induzione elettromagnetica ?

A corrente alternata passa per un filu è genera un campu magneticu alternatu intornu à ellu, mentre chì piazzà un filu chjusu in un campu magneticu variabile genera corrente alternata in l'internu di u filu. Stu fenomenu hè chjamatu induzione elettromagnetica.

10. Quali sò i vantaghji di a fusione in fornu à induzione à vuoto?

① Nisuna inquinazione di l'aria è di a scoria, a lega fusa hè pura è hà un altu livellu di prestazione;

② A fusione à u vacuum crea bone cundizioni di degassamentu, chì risultanu in un bassu cuntenutu di gasu in l'acciaiu è a lega fusi;

③ In cundizioni di vacuum, i metalli ùn sò micca facilmente ossidati;

④ L'impurità (Pb, Bi, ecc.) purtate da e materie prime ponu evaporà in un statu di vacuum, risultendu in a purificazione di u materiale;

⑤ Durante a fusione di u fornu à induzione à u vacuum, si pò aduprà a disossidazione di u carbone, è u pruduttu di disossigenazione hè u gasu, ciò chì dà una alta purezza di a lega;

⑥ Pò aghjustà è cuntrullà accuratamente a cumpusizione chimica;

⑦ I materiali restituiti ponu esse aduprati.

11. Quali sò i svantaghji di a fusione di u fornu à induzione à vuoto?

① L'attrezzatura hè cumplessa, cara è richiede un grande investimentu;

② Manutenzione inconveniente, costi di fusione elevati è costi relativamente alti;

③ Cuntaminazione di metalli causata da materiali refrattari in crogioli durante u prucessu di fusione;

④ U lottu di pruduzzione hè chjucu, è a carica di travagliu d'ispezione hè grande.

12. Quali sò i principali parametri basi è significati di e pompe à vuoto?

① Gradu di vacuum estremu: U valore minimu di pressione stabile (vale à dì u gradu di vacuum stabile più altu) chì pò esse ottenutu dopu un longu periodu di svuotamentu quandu l'entrata di una pompa à vacuum hè sigillata hè chjamatu gradu di vacuum massimu di a pompa.

② Velocità di evacuazione: U vulume di gas estrattu da una pompa per unità di tempu hè chjamatu velocità di pompaggio di una pompa a vuoto.

③ Pressione massima di uscita: U valore di pressione massima à u quale u gas hè scaricatu da a porta di scaricu di una pompa à vuoto durante u funziunamentu nurmale.

④ Prepressione: U valore massimu di pressione chì deve esse mantinutu à u portu di scaricu di a pompa à vuoto per assicurà un funziunamentu sicuru.

13. Cumu sceglie un sistema di pompa à vuoto raghjonevule?

① A velocità di pompaggio di una pompa a vuoto currisponde à una certa pressione d'entrata di a pompa a vuoto;

② E pompe meccaniche, e pompe Roots è e pompe di rinfurzamentu di l'oliu ùn ponu micca scaricà direttamente in l'atmosfera è devenu affidà si à a pompa di u stadiu frontale per stabilisce è mantene a prepressione prescritta per funziunà nurmalmente.

14. Perchè ci vole à aghjunghje condensatori à i circuiti elettrichi ?

A causa di a grande distanza trà a bobina d'induzione è u materiale metallicu di u fornu, a perdita magnetica hè assai seria, u flussu magneticu utile hè assai bassu, è a putenza reattiva hè alta. Dunque, in i circuiti capacitivi, a corrente hè in testa à a tensione. Per cumpensà l'influenza di l'induttanza è migliurà u fattore di putenza, hè necessariu incorporà un numeru adattatu di cuntenitori elettrichi in u circuitu, in modu chì u condensatore è l'induttore possinu risunà in parallelu, migliurendu cusì u fattore di putenza di a bobina d'induzione.

15. Quante parte sò l'equipaggiu principale di un fornu à induzione à vuoto?

Camera di fusione, camera di versamentu, sistema di vuoto, sistema di alimentazione elettrica.

16. Chì sò e misure di mantenimentu per u sistema di vacuum durante u prucessu di fusione?

① A qualità di l'oliu è u livellu di l'oliu di a pompa à vuoto sò nurmali;

② U schermu di u filtru hè invertitu nurmalmente;

③ A sigillatura di ogni valvula d'isolamentu hè nurmale.

17. Chì sò e misure di mantenimentu per u sistema di alimentazione elettrica durante u prucessu di fusione?

① A temperatura di l'acqua di raffreddamentu di u condensatore hè nurmale;

② A temperatura di l'oliu di u trasformatore hè nurmale;

③ A temperatura di l'acqua di raffreddamentu di u cavu hè nurmale.

18. Chì sò i requisiti per i crogioli in a fusione di u fornu à induzione à vuoto?

① Hà una alta stabilità termica per evità e crepe causate da un raffreddamentu è un riscaldamentu rapidi;

② Hà una alta stabilità chimica per impedisce a contaminazione di u crogiolu da materiali refrattari;

③ Avè una resistenza à u focu sufficiente è una resistenza strutturale à alta temperatura per resiste à alte temperature è à l'impatti di u materiale di u fornu;

④ U crogiolu deve avè una alta densità è una superficia di travagliu liscia per riduce a superficia di cuntattu trà u crogiolu è u liquidu metallicu, è per riduce u gradu di adesione di i residui metallichi nantu à a superficia di u crogiolu.

⑤ Hà alte proprietà d'isolamentu;

⑥ Piccula contrazione di vulume durante u prucessu di sinterizazione;

⑦ Hà una bassa volatilità è una bona resistenza à l'idratazione;

⑧ U materiale di u crucible hà una piccula quantità di liberazione di gas.

⑨ U crucible hà risorse abbundanti di materiali è prezzi bassi.

19. Cumu migliurà e prestazioni à alta temperatura di i crogioli?

① Riduce u cuntenutu di CaO è u rapportu CaO/SiO2 in a sabbia MgO per riduce a quantità di fase liquida è aumentà a temperatura à a quale a fase liquida hè generata.

② Migliurà a stabilità di i grani di cristallu.

③ Per ottene un bonu statu di ricristallizazione in u stratu sinterizatu, per riduce a porosità, riduce a larghezza di u cunfine di u granu è furmà una struttura a mosaicu, furmendu una cumbinazione diretta di fasi solide è solide, riducendu cusì l'effetti dannosi di a fase liquida.

20. Cumu sceglie a dimensione geometrica adatta di u crucible?

① U spessore di u muru di u crucible hè generalmente da 1/8 à 1/10 di u diametru di u crucible (furmatu);

② U liquidu d'acciaiu rapprisenta u 75% di u vulume di u crogiolu;

③ L'angulu di R hè intornu à 45 °;

④ U spessore di u fondu di u fornu hè generalmente 1,5 volte quellu di a parete di u fornu.

21. Chì sò l'adesivi cumunimenti usati per annudà i crucible?

① Materia urganica: destrina, liquidu di scarto di polpa, resina urganica, ecc.;

② Sustanze inorganiche: silicatu di sodiu, salamoia, acidu boricu, carbonatu, argilla, ecc.

22. Chì ghjè a funzione di l'adesivu (H3BO3) per annudà i crucibles ?

L'acidu boricu (H3BO3) pò caccià tutta l'umidità scaldendulu sottu à 300 ℃ in circustanze nurmali, è hè chjamatu anidride boronica (B2O3).

① À basse temperature, una parte di MgO è Al2O3 si ponu dissolve in B2O3 liquidu per furmà una seria di prudutti di transizione, accelerendu a diffusione in fase solida di MgO · Al2O3 è prumovendu a ricristallizazione, pruvucendu a furmazione di u stratu di sinterizazione di u crogiuolo à temperature più basse, riducendu cusì a temperatura di sinterizazione.

② Basendu si nantu à l'effettu di fusione è di ligame di l'acidu boricu à temperatura media, u stratu semi-sinterizatu pò esse ispessitu o a resistenza di u crogiolu prima di a sinterizazione secundaria pò esse aumentata.

③ In a sabbia di magnesia chì cuntene CaO, l'usu di leganti pò supprimà a trasfurmazione cristallina di 2CaO · SiO2 sottu à 850 ℃.

23. Quali sò i diversi metudi di stampaggio per i crogioli?

Dui modi.

① Prefabbricazione fora di u fornu; Dopu avè mischiatu e materie prime (magnesiu fusu elettricu o materiali refrattarii di spinellu di magnesiu è aluminiu) cù un certu rapportu di dimensione di e particelle è sceltu l'adesivi adatti, sò furmati in u stampu di u crogiolu per via di prucessi di vibrazione è pressione isostatica. U corpu di u crogiolu hè asciugatu è trasfurmatu in un crogiolu prefabbricatu in un fornu à tunnel à alta temperatura cù una temperatura massima di cottura di ≥ 1700 ℃ × 8 ore.

② Battitura diretta in u fornu; Aghjunghje una quantità adatta di adesivo solidu, cum'è l'acidu boricu, à u rapportu di dimensione di e particelle adattatu, mischjà uniformemente è aduprà a pressatura per ottene un riempimentu densu. Durante a sinterizazione, diverse microstrutture sò furmate da diverse temperature di ogni parte.

24. Quanti strati hè furmata a struttura di sinterizazione di u crucible, è chì impattu hà nantu à a qualità di u crucible ?

A struttura di sinterizzazione di u crogiolu hè divisa in trè strati: stratu di sinterizzazione, stratu semi-sinterizzazione è stratu scioltu.

Stratu di sinterizazione: Durante u prucessu di u fornu, a dimensione di e particelle subisce una ricristallizazione. Eccettu per a dimensione media di e particelle di sabbia à a fine di a bassa temperatura, a proporzione originale ùn pò esse vista affatto, è si prisenta una struttura uniforme è fina. I limiti di i grani sò assai stretti, è l'impurità sò ridistribuite nantu à i novi limiti di i grani. U stratu sinterizatu hè un gusciu duru situatu in a parte più interna di a parete di u crogiolu, chì hè in cuntattu direttu cù u metallu fusu è sustene diverse forze, dunque questu stratu hè assai impurtante per u crogiolu.

Stratu scioltu: Durante a sinterizazione, a temperatura vicinu à u stratu d'isolamentu hè bassa, è a sabbia di magnesiu ùn pò esse sinterizzata o ligata da a fase di vetru, restendu in un statu cumpletamente scioltu. Stu stratu si trova in a parte più esterna di u crucible è serve i seguenti scopi: prima, per via di a so struttura sciolta è di a scarsa cunduttività termica, u calore trasferitu da a parete interna di u crucible à l'esternu hè riduttu, riducendu a perdita di calore, furnendu isolamentu è migliurendu l'efficienza termica in u crucible; Siconda, u stratu scioltu hè ancu un stratu protettivu. Perchè u stratu sinterizatu hà furmatu un gusciu è vene in cuntattu direttu cù u metallu liquidu, hè propensu à crepà. Una volta chì si crepa, u metallu liquidu fusu si filtrerà da a crepa, mentre chì u stratu scioltu hè menu propensu à crepà per via di a so struttura sciolta. U liquidu metallicu chì filtra da u stratu internu hè bluccatu da questu, furnendu prutezzione per l'anellu di rilevamentu; Terzu, u stratu scioltu hè sempre un buffer. Per via di u fattu chì u stratu sinterizatu hè diventatu un gusciu duru, l'espansione è a cuntrazione di u vulume generale si verificanu quandu hè riscaldatu è raffreddato. A causa di a struttura sciolta di u stratu scioltu, ghjoca un rolu tampone in u cambiamentu di vulume di u crucible.

Stratu semi-sinterizatu (cunnisciutu ancu cum'è stratu di transizione): situatu trà u stratu sinterizatu è u stratu scioltu, divisu in duie parti. Vicinu à u stratu sinterizatu, l'impurità si scioglienu è si ridistribuiscenu o si leganu cù e particelle di sabbia di magnesiu. A sabbia di magnesiu subisce una ricristallizazione parziale, è e grande particelle di sabbia appariscenu particularmente dense; E parti vicine à u stratu scioltu sò cumpletamente ligate inseme da adesivo. U stratu semi-sinterizatu serve sia cum'è stratu sinterizatu sia cum'è stratu scioltu.

25. Cumu sceglie u sistema di prucessu di u fornu?

① Temperatura massima di u fornu: Quandu u spessore di u stratu d'isolamentu di u crogiolu annudatu hè 5-10 mm, per a magnesia fusa elettricamente, u stratu sinterizatu rapprisenta solu u 13-15% di u spessore di u crogiolu quandu hè cottu à 1800 ℃. Quandu hè cottu in un fornu à 2000 ℃, rapprisenta u 24-27%. Cunsiderendu a resistenza à alta temperatura di u crogiolu, hè megliu avè una temperatura di u fornu più alta, ma ùn hè micca faciule d'alzà troppu. Quandu a temperatura hè superiore à 2000 ℃, forma una struttura simile à un favu per via di a sublimazione di l'ossidu di magnesiu o di a riduzione di l'ossidu di magnesiu da u carbone, è ancu di l'intensa ricristallizazione di l'ossidu di magnesiu. Dunque, a temperatura massima di u fornu deve esse cuntrullata sottu à 2000 ℃.

② Velocità di riscaldamentu: In a prima fase di u riscaldamentu, per eliminà efficacemente l'umidità da i materiali refrattarii, si deve fà un preriscaldamentu sufficiente. In generale, a velocità di riscaldamentu deve esse lenta sottu à 1500 ℃; Quandu a temperatura di u fornu righjunghje sopra à 1500 ℃, a sabbia di magnesia fusa elettricamente cumencia à sinterizà. In questu mumentu, si deve aduprà una putenza elevata per riscaldà rapidamente à a temperatura massima prevista di u fornu.

③ Tempu d'isolamentu: Dopu chì a temperatura di u fornu hà righjuntu a temperatura più alta di u fornu, l'isolamentu deve esse realizatu à quella temperatura. U tempu d'isolamentu varieghja secondu u tipu di fornu è u materiale, cum'è 15-20 minuti per i picculi crogioli di magnesiu à fusione elettrica è 30-40 minuti per i crogioli di magnesiu à fusione elettrica grandi è medii.

Dunque, a velocità di riscaldamentu durante u fornu è a cottura à a temperatura di cottura più alta devenu esse adattate di cunseguenza.