Wat ass Vakuuminduktiounsschmelz?

Vakuumschmelzen ass eng Schmelztechnik fir Metaller a Legierungen, déi an engem Vakuumëmfeld duerchgefouert gëtt.

Dës Technologie kann verhënneren, datt rar Metaller duerch d'Atmosphär an déi refraktär Materialien kontaminéiert ginn, an huet d'Funktioun vun der Reinigung an der Reinigung. Duerch Vakuumschmëlzen kënnen héichwäerteg Metaller a Legierungen mat engem niddrege Gasgehalt, wéinegen Aschlëss a klenger Segregatioun kritt ginn. Dës Method ass entscheedend fir héichreine a qualitativ héichwäerteg Metallmaterialien ze kréien, besonnesch gëeegent fir Legierungen oder Metaller, déi schwéier ze schmëlzen sinn a ganz héich Rengheet erfuerderen. D'Methode vum Vakuumschmëlzen enthalen Elektronestrahlschmëlzen, Vakuuminduktiounsschmëlzen, Vakuumbouuewenschmëlzen a Plasmauewenschmëlzen. Zum Beispill benotzt Elektronestrahlschmëlzen héichenergetesch Elektronestrale fir geschmollte Materialien ze bombardéieren, se séier an thermesch Energie ëmzewandelen a se ze schmëlzen. Dës Method ass gëeegent fir Legierungen oder Metaller mat héijer Schwieregkeet an ganz héijer Rengheet ze schmëlzen.

Zousätzlech hëlleft d'Vakuumschmëlzen och d'Zähegkeet, d'Middegkeetsfestigkeit, d'Korrosiounsbeständegkeet, d'Héichtemperatur-Kreuchleistung an d'Magnéitpermeabilitéit vu Metallmaterialien ze verbesseren.

D'Schmelze vun engem Vakuum-Induktiounsuewen ass e Prozess, bei deem elektromagnetesch Induktioun benotzt gëtt, fir Wirbelstréim a Metallleiter ënner Vakuumbedingungen ze generéieren, fir d'Uewenmaterial ze hëtzen. Et huet d'Charakteristike vun engem klenge Schmelzkammervolumen, enger kuerzer Vakuumpompelzäit a Schmelzzyklus, enger praktescher Temperatur- an Drockkontrolle, der Recycléierbarkeet vu flüchtege Elementer an enger präziser Kontroll vun der Legierungszesummesetzung. Wéinst den uewe genannten Charakteristiken huet et sech elo zu engem wichtegen Ausrüstung fir d'Produktioun vu spezielle Legierungen wéi Spezialstol, Präzisiounslegierungen, elektresch Heizlegierungen, Héichtemperaturlegierungen a korrosiounsbeständege Legierungen entwéckelt.

1. Wat ass Vakuum?

An engem zouenen Behälter, wéinst der Ofsenkung vun der Zuel vun de Gasmoleküle, hëlt den Drock, deen d'Gasmoleküle op eng Flächeneenheet ausüben, of. Zu dësem Zäitpunkt ass den Drock am Behälter méi niddereg wéi den normalen Drock. Dës Zort vu gasfërmege Raum, deen méi niddereg wéi den normalen Drock ass, gëtt Vakuum genannt.

2. Wat ass de Funktionsprinzip vun engem Vakuum-Induktiounsuewen?

Déi Haaptmethod ass et, elektromagnetesch Induktioun unzewenden, fir Stroum an der Metallladung selwer ze generéieren, an dann op de Widderstand vun der Metallladung selwer ze vertrauen, fir elektresch Energie an thermesch Energie ëmzewandelen, no dem Joule-Lenz-Gesetz, dat fir d'Schmëlze vu Metaller benotzt gëtt.

3. Wéi entsteet elektromagnetescht Réieren an engem Vakuum-Induktiounsuewen?

Dat geschmollte Metall am Tiegel generéiert elektresch Kraaft am Magnéitfeld, dat vun der Induktiounsspule generéiert gëtt. Wéinst dem Hauteffekt sinn d'Wirbelstréim, déi vum geschmollte Metall generéiert ginn, entgéintgesat zur Richtung vum Stroum, deen duerch d'Induktiounsspule fléisst, wat zu enger géigesäiteger Ofstoussung féiert; D'Ofstousskraaft um geschmollte Metall weist ëmmer op d'Achs vum Tiegel, an dat geschmollte Metall gëtt och Richtung Zentrum vum Tiegel gedréckt; Well d'Induktiounsspule eng kuerz Spule mat kuerzen Effekter op béide Säiten ass, hëlt déi entspriechend elektresch Kraaft op béide Säiten vun der Induktiounsspule of, an d'Verdeelung vun der elektrescher Kraaft ass méi kleng um ieweschten an ënneschten Enn a méi grouss an der Mëtt. Ënner dëser Kraaft beweegt sech d'Metallflëssegkeet fir d'éischt vun der Mëtt Richtung Achs vum Tiegel, a fléisst dann no uewen an no ënnen Richtung Zentrum. Dëst Phänomen zirkuléiert weider a bildt eng staark Bewegung vun der Metallflëssegkeet. Beim tatsächleche Schmelzen kann de Phänomen vun der Metallflëssegkeet, déi no uewen erausbéit an no uewen an no ënnen an der Mëtt vum Tiegel ëmdréit, eliminéiert ginn, wat elektromagnetescht Réieren genannt gëtt.

4. Wat ass d'Funktioun vum elektromagnetesche Réieren?

① Et kann d'Geschwindegkeet vun de physikaleschen a chemesche Reaktiounen während dem Schmëlzprozess beschleunegen; ② D'Zesummesetzung vun der geschmollte Metallflëssegkeet gläichméisseg maachen; ③ D'Temperatur vum geschmollte Metall am Tiegel ass normalerweis konsequent, wat zu enger kompletter Ofschloss vun der Reaktioun während dem Schmelzen féiert; ④ D'Resultat vum Réieren iwwerwënnt den Effekt vu sengem eegene statesche Drock, andeems déi opgeléist Blosen déif am Tiegel op d'Flëssegkeetsuewerfläch geheit ginn, wat d'Gasentladung erliichtert an den Gasinklusiounsgehalt vun der Legierung reduzéiert. Intensivt Réieren erhéicht d'mechanesch Erosioun vum geschmollte Metall um Tiegel, wat seng Liewensdauer beaflosst; ⑥ D'Zersetzung vu refraktäre Materialien an Tiegel bei héijen Temperaturen beschleunegt, wat zu enger Nei-Kontaminatioun vun der geschmollte Legierung féiert.

5. Wat ass e Vakuumgrad?

De Vakuumgrad representéiert d'Dënnheet vun engem Gas ënner engem Atmosphärendrock, normalerweis als Drock ausgedréckt.

6. Wéi héich ass d'Leckagequote?

D'Leckagequote bezitt sech op d'Quantitéit vum Drock eropgoen pro Zäiteenheet nodeems d'Vakuumausrüstung zougemaach gouf.

7. Wat ass den Hauteffekt?

Den Skin-Effekt bezitt sech op de Phänomen vun enger ongläicher Stroumverdeelung um Querschnitt vun engem Leeder (bezitt sech op d'Uewenladung beim Schmelzen), wann Wiesselstroum duerch hie fléisst. Wat méi héich d'Uewerflächenstroumdicht vum Leeder ass, wat méi niddreg d'Stroumdicht Richtung Zentrum.

8. Wat ass elektromagnetesch Induktioun?

Wiesselstroum fléisst duerch en Drot a generéiert en ofwiesselnd Magnéitfeld ronderëm hien, während d'Plazéierung vun engem zouenen Drot an engem verännerleche Magnéitfeld Wiesselstroum am Drot generéiert. Dëst Phänomen gëtt elektromagnetesch Induktioun genannt.

10. Wat sinn d'Virdeeler vum Vakuum-Induktiounsuewen-Schmelzen?

① Keng Loft- a Schlakverschmotzung, déi geschmolz Legierung ass reng an huet eng héich Leeschtung;

② Vakuumschmëlzen erstellt gutt Entgasungsbedingungen, wat zu engem niddrege Gasgehalt am geschmoltenen Stol a Legierung féiert;

③ Ënner Vakuumbedingungen oxidéiere Metaller net einfach;

④ Ongereinheeten (Pb, Bi, etc.), déi duerch d'Rohmaterialien agefouert ginn, kënnen am Vakuumzoustand verdampfen, wat zu enger Materialreinigung féiert;

⑤ Beim Schmelzen an engem Vakuum-Induktiounsuewen kann Kuelestoffdesoxidatioun benotzt ginn, an d'Desoxygenatiounsprodukt ass e Gas, wat zu enger héijer Legierungsreinheet féiert;

⑥ Kann d'chemesch Zesummesetzung präzis upassen a kontrolléieren;

⑦ Zréckginn Materialien kënne benotzt ginn.

11. Wat sinn d'Nodeeler vum Vakuum-Induktiounsuewen-Schmelzen?

① D'Ausrüstung ass komplex, deier a verlaangt eng grouss Investitioun;

② Onpraktesch Ënnerhalt, héich Schmelzkäschten a relativ héich Käschten;

③ Metallkontaminatioun verursaacht duerch refraktär Materialien an Tiegel während dem Schmelzprozess;

④ D'Produktiounsbatch ass kleng, an d'Inspektiounsbelaaschtung ass grouss.

12. Wat sinn déi wichtegst Basisparameter a Bedeitunge vu Vakuumpompelen?

① Extremen Vakuumgrad: De minimale stabile Drockwäert (d.h. den héchste stabile Vakuumgrad), deen no enger laanger Leerzäit erreecht ka ginn, wann den Entrée vun enger Vakuumpompel zou ass, gëtt de maximale Vakuumgrad vun der Pompel genannt.

② Evakuéierungsquote: De Volumen u Gas, deen vun enger Pompel pro Zäiteenheet extrahéiert gëtt, gëtt d'Pompquote vun enger Vakuumpompel genannt.

③ Maximalen Auslaafdrock: De maximalen Drockwäert, bei deem Gas aus dem Auslaafport vun enger Vakuumpompel während dem normale Betrib erausgelooss gëtt.

④ Virdrock: De maximalen Drockwäert, deen um Auspuffanschluss vun der Vakuumpompel muss agehale ginn, fir e séchere Betrib ze garantéieren.

13. Wéi wielt een e vernünftegt Vakuumpompelsystem?

① D'Pompleistung vun enger Vakuumpompel entsprécht engem bestëmmten Anlaafdrock vun der Vakuumpompel;

② Mechanesch Pompelen, Rootspompelen an Ueleg-Boosterpompelen kënnen net direkt an d'Atmosphär ofgelooss ginn a mussen op d'Frontstufepompel ugewisen sinn, fir den virgeschriwwenen Virdrock z'etabléieren an z'erhalen, fir normal ze funktionéieren.

14. Firwat musse Kondensatoren an elektresch Schaltkreesser bäigefüügt ginn?

Wéinst dem groussen Ofstand tëscht der Induktiounsspule an dem Metallmaterial vum Uewen ass de magnéitesche Leck ganz eescht, den nëtzleche magnéitesche Flux ass ganz niddreg an d'Reaktiounsleistung ass héich. Dofir féiert a kapazitive Schaltunge de Stroum d'Spannung. Fir den Afloss vun der Induktivitéit auszegläichen an de Leeschtungsfaktor ze verbesseren, ass et néideg eng entspriechend Zuel vun elektresche Behälter an de Circuit anzebauen, sou datt de Kondensator an den Induktiounsspol parallel resonéiere kënnen an doduerch de Leeschtungsfaktor vun der Induktiounsspule verbessert gëtt.

15. Wéi vill Deeler sinn déi wichtegst Ausrüstung vun engem Vakuum-Induktiounsuewen?

Schmelzkammer, Gießkammer, Vakuumsystem, Stroumversuergungssystem.

16. Wat sinn d'Ënnerhaltsmoossname fir de Vakuumsystem wärend dem Schmelzprozess?

① D'Uelegqualitéit an den Uelegniveau vun der Vakuumpompel sinn normal;

② De Filtersieb ass normalerweis ëmgedréint;

③ D'Ofdichtung vun all Ofspärventil ass normal.

17. Wat sinn d'Ënnerhaltsmoossname fir d'Stroumversuergungssystem während dem Schmelzprozess?

① D'Killwaassertemperatur vum Kondensator ass normal;

② D'Transformatoruelegtemperatur ass normal;

③ D'Kühlwassertemperatur vum Kabel ass normal.

18. Wat sinn d'Ufuerderunge fir Tiegel am Vakuum-Induktiounsuewen?

① Huet eng héich thermesch Stabilitéit fir Rëss ze vermeiden, déi duerch séier Ofkillung an Erhëtzung verursaacht ginn;

② Huet eng héich chemesch Stabilitéit fir d'Kontaminatioun vum Tiegel duerch refraktär Materialien ze vermeiden;

③ Ausreechend héich Feierbeständegkeet a strukturell Stäerkt bei héijen Temperaturen hunn, fir héijen Temperaturen an den Impakter vum Uewenmaterial standzehalen;

④ Den Tiegel soll eng héich Dicht an eng glat Aarbechtsoberfläch hunn, fir d'Kontaktfläch tëscht dem Tiegel an der Metallflëssegkeet ze reduzéieren an de Grad vun der Haftung vu Metallreschter op der Uewerfläch vum Tiegel ze reduzéieren.

⑤ Huet héich Isolatiounseigenschaften;

⑥ Kleng Volumenschrumpfung beim Sinterprozess;

⑦ Huet eng niddreg Volatilitéit a gutt Resistenz géint Hydratatioun;

⑧ D'Material vum Tiegel huet eng kleng Quantitéit u Gasfräisetzung.

⑨ De Schmelztéi huet vill Material a niddreg Präisser.

19. Wéi kann een d'Héichtemperaturleistung vu Schmelztichte verbesseren?

① Reduzéiert den CaO-Gehalt an de Verhältnes vu CaO/SiO2 am MgO-Sand, fir d'Quantitéit vun der flësseger Phas ze reduzéieren an d'Temperatur ze erhéijen, bei där d'flësseg Phas entsteet.

② Verbessert d'Stabilitéit vun de Kristallkären.

③ Fir e gudde Rekristallisatiounszoustand an der gesinterter Schicht z'erreechen, d'Porositéit ze reduzéieren, d'Käregrenzbreet ze reduzéieren an eng Mosaikstruktur ze bilden, wouduerch eng direkt Kombinatioun vu festen a festen Phasen entsteet, wouduerch déi schiedlech Auswierkunge vun der flësseger Phas reduzéiert ginn.

20. Wéi wielt een déi passend geometresch Gréisst vum Tiegel?

① D'Wanddicke vum Tiegel ass am Allgemengen 1/8 bis 1/10 vum Duerchmiesser vum (geformten) Tiegel;

② Stahlflëssegkeet mécht 75% vum Tiegelvolumen aus;

③ De Wénkel vun R ass ongeféier 45°;

④ D'Déckt vum Uewenbuedem ass normalerweis 1,5 Mol sou grouss wéi déi vun der Uewenwand.

21. Wat sinn déi üblech Klebstoffer fir d'Verknütze vu Schmelztich?

① Organesch Matière: Dextrin, Flëssegkeetsoffäll aus Pulp, organescht Harz, etc.;

② Anorganesch Substanzen: Natriumsilikat, Salzlake, Borsäure, Karbonat, Lehm, etc.

22. Wat ass d'Funktioun vum Klebstoff (H3BO3) fir d'Verknütze vu Tiegel?

Borsäure (H3BO3) kann ënner normalen Ëmstänn duerch Erhëtzen ënner 300 ℃ all Fiichtegkeet ewechhuelen a gëtt Boranhydrid (B2O3) genannt.

① Bei niddregen Temperaturen kënnen e puer MgO an Al2O3 sech a flëssege B2O3 opléisen, fir eng Serie vun Iwwergangsprodukter ze bilden, wat d'Festphasdiffusioun vu MgO · Al2O3 beschleunegt an d'Rekristallisatioun fördert, wouduerch d'Sinterschicht vum Tiegel bei niddregen Temperaturen entsteet, wouduerch d'Sintertemperatur erofgeet.

② Andeems een sech op den Schmelz- an d'Bindungseffekt vu Borsäure bei mëttlerer Temperatur verloossen kann déi halbgesintert Schicht verdickt ginn oder d'Festigkeit vum Tiegel virum sekundäre Sinteren erhéicht ginn.

③ A Magnesiasand mat CaO kann d'Benotzung vu Bindemittel d'Kristalltransformatioun vun 2CaO · SiO2 ënner 850 ℃ ënnerdrécken.

23. Wat sinn déi verschidde Formmethoden fir Tiegel?

Zwee Weeër.

① Virfabrikatioun ausserhalb vum Uewen; Nodeems d'Rohmaterialien (elektresch geschmolzen Magnesium- oder Aluminium-Magnesiumspinell-Refraktärmaterialien) mat engem bestëmmte Partikelgréisstverhältnis gemëscht an déi entspriechend Klebstoffer ausgewielt goufen, gi se an der Tiegelform duerch Vibratioun an isostatesch Drockprozesser geformt. De Kierper vum Tiegel gëtt gedréchent an an engem Héichtemperatur-Tunneluewen mat enger maximaler Brenntemperatur vun ≥ 1700 ℃ × 8 Stonnen zu engem virgefertigte Tiegel veraarbecht.

② Direkt am Uewen schloen; eng entspriechend Quantitéit u festem Klebstoff, wéi z.B. Borsäure, an dat entspriechend Partikelgréisstverhältnis bäiginn, gläichméisseg vermëschen a mat engem Stampf fir eng dicht Fëllung z'erreechen. Beim Sinteren entstinn duerch variéierend Temperaturen vun all Deel verschidde Mikrostrukturen.

24. Aus wéi vill Schichten besteet d'Sinterstruktur vum Tiegel, a wat ass den Impakt op d'Qualitéit vum Tiegel?

D'Sinterstruktur vum Tiegel ass an dräi Schichten opgedeelt: Sinterschicht, Hallefsinterschicht a locker Schicht.

Sinterschicht: Wärend dem Ofenprozess gëtt d'Partikelgréisst rekristalliséiert. Ausser der mëttlerer Sandpartikelgréisst um Enn vun der Déiftemperatur ass den urspréngleche Verhältnis guer net ze gesinn, an et gëtt eng eenheetlech a fein Struktur presentéiert. D'Käregrenze si ganz schmuel, an d'Onreinheete ginn op den neie Käregrenze nei verdeelt. Déi gesintert Schicht ass eng haart Schuel, déi sech am bannenzegsten Deel vun der Tiegelwand befënnt, déi direkt mam geschmoltenem Metall a Kontakt kënnt a verschidde Kräfte ausübt, dofir ass dës Schicht ganz wichteg fir den Tiegel.

Los Schicht: Beim Sinteren ass d'Temperatur bei der Isolatiounsschicht niddreg, a Magnesiumsand kann net vun der Glasphas gesintert oder gebonnen ginn, well en an engem komplett lockeren Zoustand bleift. Dës Schicht befënnt sech am äussersten Deel vum Tiegel a verfollegt déi folgend Zwecker: éischtens, wéinst hirer lockerer Struktur a schlechter Wärmeleitfäegkeet, gëtt d'Hëtzt, déi vun der bannenzeger Mauer vum Tiegel no baussen iwwerdroe gëtt, reduzéiert, wat de Wärmeverloscht reduzéiert, Isolatioun garantéiert an d'Wärmeeffizienz am Tiegel verbessert; zweetens ass déi locker Schicht och eng Schutzschicht. Well déi gesintert Schicht eng Schuel geformt huet a mam flëssege Metall a direkten Kontakt kënnt, ass se ufälleg fir Rëss. Soubal se brécht, sickert dat geschmollte flëssegt Metall aus dem Rëss eraus, während déi locker Schicht wéinst hirer lockerer Struktur manner ufälleg fir Rëss ass. Déi flësseg Metaller, déi aus der bannenzeger Schicht eraussickert, ginn dovun blockéiert a schützen de Sensorring; drëttens ass déi locker Schicht ëmmer nach e Puffer. Well déi gesintert Schicht zu enger haarder Schuel ginn ass, geschéien d'Gesamtvolumenausdehnung a Kontraktioun beim Erhëtzen an Ofkillen. Wéinst der lockerer Struktur vun der lockerer Schicht spillt se eng Pufferroll bei der Volumenännerung vum Tiegel.

Hallefgesinterte Schicht (och bekannt als Iwwergangsschicht): läit tëscht der gesinterter Schicht an der lockerer Schicht, opgedeelt an zwee Deeler. No bei der gesinterter Schicht schmëlzen d'Onreinheeten a verdeele sech nei oder verbannen sech mat de Magnesiumsandpartikelen. De Magnesiumsand gëtt deelweis rekristalliséiert, a grouss Sandpartikelen erschéngen besonnesch dicht; d'Deeler no bei der lockerer Schicht sinn duerch Klebstoff komplett zesummegebonnen. Déi hallefgesinterte Schicht déngt souwuel als gesintert Schicht wéi och als locker Schicht.

25. Wéi wielt een de Prozesssystem fir den Uewen?

① Maximal Uewentemperatur: Wann d'Isolatiounsschichtdicke vum verknüpfte Tiegel 5-10 mm ass, mécht bei elektresch geschmolzenem Magnesia nëmmen 13-15% vun der Dicke vum Tiegel aus, wann et bei 1800 ℃ gebak gëtt. Wann et an engem Uewen bei 2000 ℃ gebak gëtt, mécht se 24-27% aus. Wéinst der Héichtemperaturfestigkeit vum Tiegel ass et besser, eng méi héich Uewentemperatur ze hunn, awer et ass net einfach, datt se ze héich gëtt. Wann d'Temperatur méi héich wéi 2000 ℃ ass, bildt se eng wabenfërmeg Struktur wéinst der Sublimatioun vu Magnesiumoxid oder der Reduktioun vu Magnesiumoxid duerch Kuelestoff, souwéi der intensiver Rekristalliséierung vu Magnesiumoxid. Dofir soll déi maximal Uewentemperatur ënner 2000 ℃ kontrolléiert ginn.

② Heizgeschwindegkeet: An der fréier Phas vun der Heizung, fir d'Fiichtegkeet effektiv aus refraktäre Materialien ze entfernen, soll genuch Virheizung duerchgefouert ginn. Am Allgemengen soll d'Heizgeschwindegkeet lues ënner 1500 ℃ sinn; Wann d'Uewentemperatur iwwer 1500 ℃ erreecht, fänkt den elektresch geschmolzene Magnesiasand un ze sinteren. Zu dësem Zäitpunkt soll héich Leeschtung benotzt ginn, fir séier op déi erwaart maximal Uewentemperatur ze erhëtzen.

③ Isolatiounszäit: Nodeems d'Uewentemperatur déi héchst Uewentemperatur erreecht huet, muss d'Isolatioun bei där Temperatur duerchgefouert ginn. D'Isolatiounszäit variéiert jee no Uewentyp a Material, wéi zum Beispill 15-20 Minutten fir kleng elektresch Magnesiumschmelztichelen an 30-40 Minutten fir grouss a mëttelgrouss elektresch Magnesiumschmelztichelen.

Dofir sollt d'Heizungsgeschwindegkeet am Uewen an d'Baken bei der héchster Baktemperatur deementspriechend ugepasst ginn.