Вакуумдық индукциялық балқу дегеніміз не?

Вакуумда балқыту - бұл вакуумдық ортада жүзеге асырылатын металдар мен қорытпаларды балқыту әдісі.

Бұл технология сирек металдардың атмосферамен және отқа төзімді материалдармен ластануын болдырмайды және тазарту және тазарту функциясына ие. Вакуумда балқыту арқылы құрамында газы аз, қосындылары аз, сегрегациясы аз жоғары сапалы металдар мен қорытпаларды алуға болады. Бұл әдіс жоғары таза және жоғары сапалы металл материалдарын алу үшін өте маңызды, әсіресе қорытпалар немесе балқыту қиын және өте жоғары тазалықты қажет ететін металдар үшін қолайлы. Вакуумда балқыту әдістеріне электронды сәулелік балқыту, вакуумдық индукциялық балқыту, вакуумдық доғалық пеште балқыту және плазмалық пеште балқыту жатады. Мысалы, электронды сәулемен балқыту кезінде балқыған материалдарды бомбалау үшін жоғары энергиялы электронды сәулелер қолданылады, оларды жылдам жылу энергиясына айналдырады және балқытады. Бұл әдіс қиындығы жоғары және өте жоғары тазалықтағы қорытпаларды немесе металдарды балқыту үшін қолайлы.

Сонымен қатар, вакуумда балқыту металл материалдардың қаттылығын, шаршау беріктігін, коррозияға төзімділігін, жоғары температурада сусымалы өнімділігін және магниттік өткізгіштігін жақсартуға көмектеседі.

Вакуумдық индукциялық пеште балқыту - пеш материалын қыздыру үшін вакуум жағдайында металл өткізгіштерде құйынды токтарды тудыру үшін электромагниттік индукцияны пайдалану процесі. Ол балқыту камерасының кішігірім көлемі, қысқа вакуумды айдау уақыты және балқу циклі, ыңғайлы температура мен қысымды бақылау, ұшпа элементтерді қайта өңдеу және қорытпа құрамын дәл бақылау сипаттамаларына ие. Жоғарыда аталған сипаттамаларға байланысты ол қазір арнайы болат, дәлме-дәл қорытпалар, электр қыздырғыш қорытпалар, жоғары температуралық қорытпалар және коррозияға төзімді қорытпалар сияқты арнайы қорытпаларды өндіруге арналған маңызды жабдыққа айналды.

1. Вакуум дегеніміз не?

Жабық ыдыста газ молекулаларының санының азаюына байланысты бірлік ауданға газ молекулаларының түсіретін қысымы төмендейді. Бұл кезде ыдыс ішіндегі қысым i қалыпты қысымнан төмен. Қалыпты қысымнан төмен болатын газ тәрізді кеңістіктің бұл түрі вакуум деп аталады.

2. Вакуумдық индукциялық пештің жұмыс принципі қандай?

Негізгі әдіс - металл зарядының өзінде ток генерациялау үшін электромагниттік индукцияны қолдану, содан кейін металдарды балқыту үшін қолданылатын Джоуль-Ленц заңы бойынша электр энергиясын жылу энергиясына айналдыру үшін металл зарядының өзінің кедергісіне сүйену.

3. Вакуумдық индукциялық пеште электромагниттік араластыру қалай түзіледі?

Тигельдегі балқытылған металл индукциялық катушкалар тудыратын магнит өрісінде электр күшін тудырады. Тері әсерінен балқыған металдан пайда болатын құйынды токтар индукциялық катушка арқылы өтетін ток бағытына қарама-қарсы болады, нәтижесінде өзара тебіледі; Балқыған металға тигізетін кері итеру күші әрқашан тигель осіне қарай бағытталады, ал балқытылған метал да тигельдің ортасына қарай итеріледі; Индукциялық катушка екі ұшында қысқа әсер ететін қысқа орам болғандықтан, индукциялық катушканың екі шетіндегі сәйкес электрлік күш азаяды, ал электр күшінің таралуы жоғарғы және төменгі ұштарында аз, ортасында үлкенірек болады. Бұл күштің әсерінен металл сұйықтығы алдымен ортасынан тигель осіне қарай жылжиды, содан кейін орталыққа қарай жоғары және төмен ағады. Бұл құбылыс металл сұйықтығының қатты қозғалысын құра отырып, циркуляциясын жалғастырады. Нақты балқыту кезінде металл сұйықтығының жоғары қарай домбығуы және тигельдің ортасында жоғары-төмен қарай бұрылу құбылысын жоюға болады, бұл электромагниттік араластыру деп аталады.

4. Электромагниттік араластырудың қызметі қандай?

① Балқыту процесінде физикалық және химиялық реакциялардың жылдамдығын жеделдете алады; ② Балқытылған металл сұйықтығының құрамын біркелкі ету; ③ Тигельдегі балқытылған металдың температурасы біркелкі болуға бейім, нәтижесінде балқыту кезінде реакция толық аяқталады; ④ Араластыру нәтижесі өзінің статикалық қысымының әсерін жеңеді, тигельдегі еріген көпіршіктерді сұйық бетіне аударады, газдың ағуын жеңілдетеді және қорытпаның газ қосындысын азайтады Қарқынды араластыру тигельдегі балқытылған металдың механикалық эрозиясын күшейтеді, оның қызмет ету мерзіміне әсер етеді; ⑥ Балқытылған қорытпаның қайта ластануына әкелетін жоғары температурада тигельдердегі отқа төзімді материалдардың ыдырауын тездетіңіз.

5. Вакуумдық дәреже дегеніміз не?

Вакуум дәрежесі бір атмосфералық қысымнан төмен газдың жұқалығын білдіреді, әдетте қысым ретінде көрсетіледі.

6. Ағып кету жылдамдығы қандай?

Ағып кету жылдамдығы вакуумдық жабдық жабылғаннан кейін уақыт бірлігіне қысымның жоғарылау мөлшерін білдіреді.

7. Терінің әсері қандай?

Тері эффектісі деп ол арқылы айнымалы ток өткен кезде өткізгіштің көлденең қимасында токтың біркелкі таралу құбылысын айтады (балқыту кезіндегі пештің зарядын айтады). Өткізгіштің беттік ток тығыздығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым орталыққа қарай ток тығыздығы төмен болады.

8. Электромагниттік индукция дегеніміз не?

Айнымалы ток сым арқылы өтіп, оның айналасында айнымалы магнит өрісін тудырады, ал тұйық сымды өзгермелі магнит өрісіне орналастырса, сымның ішінде айнымалы ток пайда болады. Бұл құбылыс электромагниттік индукция деп аталады.

10. Вакуумдық индукциялық балқыту пешінің артықшылықтары қандай?

① Ауа мен қожды ластамайды, балқытылған қорытпа таза және өнімділігі жоғары;

② Вакуумда балқыту жақсы газсыздандыру жағдайларын жасайды, нәтижесінде балқытылған болат пен қорытпадағы газ мөлшері аз болады;

③ Вакуум жағдайында металдар оңай тотықпайды;

④ Шикізат әкелетін қоспалар (Pb, Bi және т.б.) вакуумдық күйде булануы мүмкін, нәтижесінде материал тазартылады;

⑤ Вакуумдық индукциялық пешті балқыту кезінде көміртегі тотықсыздануын қолдануға болады, ал оксигенация өнімі газ болып табылады, нәтижесінде қорытпаның тазалығы жоғары болады;

⑥ Химиялық құрамын дәл реттей және бақылай алады;

⑦ Қайтарылған материалдарды пайдалануға болады.

11. Вакуумдық индукциялық пеште балқытудың кемшіліктері қандай?

① Жабдық күрделі, қымбат және үлкен инвестицияны қажет етеді;

② Қолайсыз техникалық қызмет көрсету, жоғары балқыту шығындары және салыстырмалы түрде жоғары шығындар;

③ Балқыту процесінде тигельдердегі отқа төзімді материалдардан туындаған металл ластануы;

④ Өндіріс партиясы шағын, ал тексеру жүктемесі үлкен.

12. Вакуумдық сорғылардың негізгі негізгі параметрлері мен мағыналары қандай?

① Төтенше вакуум дәрежесі: Вакуумдық сорғының кірісі тығыздалған кезде ұзақ уақыт бойы босағаннан кейін алынуы мүмкін ең төменгі тұрақты қысым мәні (яғни ең жоғары тұрақты вакуум дәрежесі) сорғының максималды вакуумдық дәрежесі деп аталады.

② Эвакуация жылдамдығы: уақыт бірлігінде сорғымен алынатын газ көлемі вакуумдық сорғының айдау жылдамдығы деп аталады.

③ Шығудың максималды қысымы: қалыпты жұмыс кезінде вакуумдық сорғының шығыс портынан газ шығарылатын ең жоғары қысым мәні.

④ Алдын ала қысым: қауіпсіз жұмысты қамтамасыз ету үшін вакуумдық сорғыны шығару портында сақталуы қажет ең жоғары қысым мәні.

13. Ақылға қонымды вакуумдық сорғы жүйесін қалай таңдауға болады?

① Вакуумдық сорғының айдау жылдамдығы вакуумдық сорғының белгілі бір кіріс қысымына сәйкес келеді;

② Механикалық сорғылар, Roots сорғылары және май күшейткіш сорғылар тікелей атмосфераға шыға алмайды және қалыпты жұмыс істеуі үшін алдын ала белгіленген қысымды орнату және ұстап тұру үшін алдыңғы сатыдағы сорғыға сенуі керек.

14. Неліктен конденсаторларды электр тізбектеріне қосу керек?

Индукциялық катушкалар мен металл пеш материалы арасындағы үлкен қашықтыққа байланысты магниттік ағу өте ауыр, пайдалы магнит ағыны өте төмен және реактивті қуат жоғары. Сондықтан сыйымдылық тізбектерінде ток кернеуге әкеледі. Индуктивтіліктің әсерін жою және қуат коэффициентін жақсарту үшін конденсатор мен индукциялық катушка параллель резонанс жасай алатындай етіп, индукциялық катушканың қуат коэффициентін жақсарту үшін тізбекке электрлік контейнерлердің тиісті санын қосу қажет.

15. Вакуумдық индукциялық пештің негізгі жабдықтары неше бөліктен тұрады?

Балқыту камерасы, құю камерасы, вакуумдық жүйе, қоректендіру жүйесі.

16. Балқыту процесінде вакуумдық жүйені күтіп ұстау шаралары қандай?

① Вакуумдық сорғыдағы май сапасы мен май деңгейі қалыпты;

② Сүзгі экраны қалыпты түрде кері бұрылады;

③ Әрбір оқшаулау клапанының тығыздалуы қалыпты.

17. Балқыту процесінде электрмен жабдықтау жүйесіне қызмет көрсету шаралары қандай?

① Конденсатордың салқындату суының температурасы қалыпты;

② Трансформатор майының температурасы қалыпты;

③ Кабельдің салқындату суының температурасы қалыпты.

18. Вакуумдық индукциялық балқыту пешінде тигельдерге қандай талаптар қойылады?

① Жылдам салқындату және қыздыру нәтижесінде пайда болатын крекингтерді болдырмау үшін жоғары термиялық тұрақтылыққа ие;

② Тигельдің отқа төзімді материалдармен ластануын болдырмау үшін жоғары химиялық тұрақтылыққа ие;

③ Жоғары температура мен пеш материалының әсерлеріне төтеп беру үшін жеткілікті жоғары отқа төзімділік пен жоғары температуралық құрылымдық беріктікке ие болу;

④ Тигель мен металл сұйықтығының жанасу бетінің ауданын азайту және тигель бетіндегі металл қалдықтарының жабысу дәрежесін азайту үшін оның тығыздығы жоғары және жұмыс беті тегіс болуы керек.

⑤ Жоғары оқшаулау қасиеттері бар;

⑥ Агломерация процесінде шағын көлемнің шөгуі;

⑦ Төмен құбылмалылық пен ылғалдануға жақсы қарсылыққа ие;

⑧ Тигель материалында аз мөлшерде газ бөлінеді.

⑨ Тигельде материалдардың мол қоры және бағасы төмен.

19. Тигельдердің жоғары температурадағы өнімділігін қалай жақсартуға болады?

① Сұйық фазаның мөлшерін азайту және сұйық фаза түзілетін температураны арттыру үшін MgO құмындағы CaO мазмұнын және CaO/SiO2 қатынасын азайтыңыз.

② Кристалл түйіршіктерінің тұрақтылығын жақсартыңыз.

③ Агломерленген қабатта жақсы қайта кристалдану күйіне жету, кеуектілікті азайту, дән шекарасының енін азайту және қатты және қатты фазалардың тікелей комбинациясын құра отырып, сұйық фазаның зиянды әсерін азайту үшін мозаикалық құрылымды қалыптастыру.

20. Тигельдің сәйкес геометриялық өлшемін қалай таңдауға болады?

① Тигельдің қабырғасының қалыңдығы әдетте тигельдің диаметрінің 1/8-ден 1/10 дейін (қалыптастырылған);

② Болат сұйықтығы тигель көлемінің 75% құрайды;

③ R бұрышы шамамен 45 °;

④ Пештің түбінің қалыңдығы әдетте пеш қабырғасының қалыңдығынан 1,5 есе көп.

21. Тигельдерді түйіндеуге қандай желімдер жиі қолданылады?

① Органикалық заттар: декстрин, целлюлоза қалдықтары сұйықтығы, органикалық шайыр және т.б.;

② Бейорганикалық заттар: натрий силикаты, тұзды ерітінді, бор қышқылы, карбонат, саз және т.б.

22. Тигельдерді түйіндеуге арналған желім (H3BO3) қандай қызмет атқарады?

Бор қышқылы (H3BO3) қалыпты жағдайда 300 ° C-тан төмен қыздыру арқылы барлық ылғалды кетіре алады және бор ангидриді (B2O3) деп аталады.

① Төмен температурада кейбір MgO және Al2O3 өтпелі өнімдер сериясын қалыптастыру үшін сұйық B2O3 күйінде еріп, MgO · Al2O3 қатты фазасының диффузиясын жылдамдатады және қайта кристалдануға ықпал етеді, бұл тигельдің агломерациялық қабатының төменгі температурада түзілуін тудырады, осылайша агломерация температурасын төмендетеді.

② Орташа температурада бор қышқылының балқу және байланыстыру әсеріне сүйене отырып, жартылай күйдірілген қабатты қалыңдатуға немесе қайталама агломерацияға дейін тигельдің беріктігін арттыруға болады.

③ Құрамында CaO бар магнезия құмында байланыстырғыш заттарды қолдану 850 ℃ төмен 2CaO · SiO2 кристалдық түрленуін басуы мүмкін.

23. Тигельдерді қалыптаудың әртүрлі әдістері қандай?

Екі жол.

① Пештен тыс алдын ала дайындау; Шикізатты (электр балқытылған магний немесе алюминий магний шпинельді отқа төзімді материалдар) белгілі бір бөлшектердің өлшемдік қатынасымен араластырып, сәйкес желімдерді таңдағаннан кейін, олар тигельдік қалыпта діріл және изостатикалық қысым процестері арқылы қалыптасады. Тигель корпусы кептіріледі және максималды күйдіру температурасы ≥ 1700 ℃ × 8 сағат болатын жоғары температуралық туннельдік пеште алдын ала дайындалған тигельге өңделеді.

② Пештің ішіне тікелей соғу; Бөлшектердің тиісті мөлшеріне бор қышқылы сияқты қатты желімнің тиісті мөлшерін қосып, біркелкі араластырыңыз және тығыз толтыруға қол жеткізу үшін қысу әдісін қолданыңыз. Агломерация кезінде әр бөліктің әртүрлі температуралары әсерінен әртүрлі микроқұрылымдар түзіледі.

24. Тигельдің агломерациялық құрылымы неше қабаттан тұрады және тигельдің сапасына қандай әсер етеді?

Тигельдің агломерациялық құрылымы үш қабатқа бөлінеді: агломерациялық қабат, жартылай агломерациялық қабат және борпылдақ қабат.

Агломерация қабаты: Тұмшапеш процесінде бөлшектердің өлшемі қайта кристалданады. Төмен температураның соңында орташа құм бөлшектерінің өлшемін қоспағанда, бастапқы пропорция мүлдем көрінбейді және біркелкі және жұқа құрылым ұсынылады. Астық шекаралары өте тар, ал қоспалар жаңа астық шекараларында қайта бөлінеді. Агломерацияланған қабат - тигель қабырғасының ең ішкі бөлігінде орналасқан, балқыған металмен тікелей байланысып, әртүрлі күштерді көтеретін қатты қабық, сондықтан бұл қабат тигель үшін өте маңызды.

Борпылдақ қабат: агломерация кезінде оқшаулау қабатының жанындағы температура төмен, ал магний құмды шыны фазасымен біріктірілмейді немесе толығымен бос күйде қалады. Бұл қабат тигельдің ең шеткі бөлігінде орналасады және келесі мақсаттарды орындайды: біріншіден, оның бос құрылымы мен жылу өткізгіштігі нашар болғандықтан, тигельдің ішкі қабырғасынан сыртқа берілетін жылу азаяды, жылу шығынын азайтады, оқшаулауды қамтамасыз етеді, тигель ішіндегі жылу тиімділігін арттырады; Екіншіден, борпылдақ қабат сонымен қатар қорғаныс қабаты болып табылады. Агломерацияланған қабат қабық түзіп, сұйық металмен тікелей байланыста болғандықтан, ол крекингке бейім. Ол жарылғаннан кейін балқыған сұйық метал жарықшақтан сыртқа ағып кетеді, ал борпылдақ қабат оның бос құрылымына байланысты жарылып кетуге бейім емес. Ішкі қабаттан сыртқа ағып жатқан металл сұйықтығы оны бөгеп, сезгіш сақинаны қорғауды қамтамасыз етеді; Үшіншіден, бос қабат әлі де буфер болып табылады. Агломерленген қабат қатты қабықшаға айналғандықтан, қыздыру және салқындату кезінде жалпы көлемнің кеңеюі мен жиырылуы орын алады. Борпылдақ қабаттың құрылымы борпылдақ болғандықтан, ол тигельдің көлемдік өзгерісінде буферлік рөл атқарады.

Жартылай агломерацияланған қабат (өтпелі қабат деп те аталады): екі бөлікке бөлінген агломерациялық қабат пен борпылдақ қабат арасында орналасқан. Агломерленген қабаттың жанында қоспалар ериді және қайта бөлінеді немесе магний құмының бөлшектерімен байланысады. Магний құмы ішінара қайта кристалдануға ұшырайды, ал үлкен құм бөлшектері ерекше тығыз болып көрінеді; Бос қабаттың жанындағы бөліктер желіммен толығымен біріктірілген. Жартылай агломерацияланған қабат агломерациялық қабат ретінде де, борпылдақ қабат ретінде де қызмет етеді.

25. Пештің технологиялық жүйесін қалай таңдауға болады?

① Пештің максималды температурасы: Түйінді тигельдің оқшаулау қабатының қалыңдығы 5-10 мм болғанда, электрлік балқытылған магнезия үшін 1800 ℃ температурада пісірілген кезде агломерацияланған қабат тигель қалыңдығының 13-15% ғана құрайды. 2000 ℃ пеште пісіргенде ол 24-27% құрайды. Тигельдің жоғары температуралық беріктігін ескере отырып, пештің температурасы жоғарырақ болғаны жақсы, бірақ оны тым жоғары көтеру оңай емес. Температура 2000 ℃ жоғары болған кезде магний оксидінің сублимациялануы немесе магний оксидінің көміртегімен тотықсыздануы, сондай-ақ магний оксидінің қарқынды қайта кристалдануы есебінен бал ұясы тәрізді құрылымды құрайды. Сондықтан пештің максималды температурасын 2000 ℃ төмен бақылау керек.

② Қыздыру жылдамдығы: қыздырудың бастапқы кезеңінде отқа төзімді материалдардан ылғалды тиімді жою үшін жеткілікті алдын ала қыздыру жүргізілуі керек. Әдетте, қыздыру жылдамдығы 1500 ℃ төмен болуы керек; Пештің температурасы 1500 ℃-тан жоғары болғанда, электрлік балқытылған магнезия құмы агломерациялана бастайды. Бұл кезде пештің күтілетін максималды температурасына дейін жылдам қыздыру үшін жоғары қуатты пайдалану керек.

③ Оқшаулау уақыты: Пештің температурасы пештің ең жоғары температурасына жеткеннен кейін оқшаулауды сол температурада жүргізу керек. Оқшаулау уақыты пештің түріне және материалына байланысты өзгереді, мысалы, шағын электрлік балқытатын магний тигельдері үшін 15-20 минут және үлкен және орташа электрлік балқытылатын магний тигельдері үшін 30-40 минут.

Сондықтан пештегі қыздыру жылдамдығын және ең жоғары пісіру температурасында пісіруді сәйкесінше реттеу керек