Apakah peleburan aruhan vakum?

Peleburan vakum ialah teknik peleburan logam dan aloi yang dijalankan dalam persekitaran vakum.

Teknologi ini boleh menghalang logam nadir daripada dicemari oleh atmosfera dan bahan refraktori, dan mempunyai fungsi penulenan dan penulenan. Dengan peleburan vakum, logam dan aloi berkualiti tinggi dengan kandungan gas rendah, sedikit kemasukan dan pengasingan kecil boleh diperolehi. Kaedah ini amat penting untuk mendapatkan bahan logam ketulenan tinggi dan berkualiti tinggi, terutamanya sesuai untuk aloi atau logam yang sukar cair dan memerlukan ketulenan ultra tinggi. Kaedah lebur vakum termasuk lebur rasuk elektron, lebur aruhan vakum, lebur relau arka vakum, dan lebur relau plasma. Contohnya, pencairan rasuk elektron menggunakan rasuk elektron bertenaga tinggi untuk membedil bahan lebur, menukarnya dengan pantas kepada tenaga haba dan mencairkannya. Kaedah ini sesuai untuk meleburkan aloi atau logam dengan kesukaran tinggi dan ketulenan ultra tinggi.

Di samping itu, lebur vakum juga membantu meningkatkan keliatan, kekuatan keletihan, rintangan kakisan, prestasi rayapan suhu tinggi dan kebolehtelapan magnet bahan logam.

Peleburan relau aruhan vakum ialah satu proses menggunakan aruhan elektromagnet untuk menghasilkan arus pusar dalam konduktor logam di bawah keadaan vakum untuk memanaskan bahan relau. Ia mempunyai ciri-ciri isipadu kebuk lebur yang kecil, masa pengepaman vakum yang singkat dan kitaran lebur, kawalan suhu dan tekanan yang mudah, kebolehkitar semula unsur meruap, dan kawalan tepat komposisi aloi. Oleh kerana ciri-ciri di atas, ia kini telah berkembang menjadi peralatan penting untuk pengeluaran aloi khas seperti keluli khas, aloi ketepatan, aloi pemanasan elektrik, aloi suhu tinggi, dan aloi tahan kakisan.

1. Apakah vakum?

Dalam bekas tertutup, disebabkan oleh penurunan dalam bilangan molekul gas, tekanan yang dikenakan oleh molekul gas pada kawasan unit berkurangan. Pada masa ini, tekanan di dalam bekas i lebih rendah daripada tekanan biasa. Ruang gas jenis ini yang lebih rendah daripada tekanan biasa dipanggil vakum.

2. Apakah prinsip kerja relau aruhan vakum?

Kaedah utama adalah menggunakan aruhan elektromagnet untuk menjana arus dalam cas logam itu sendiri, dan kemudian bergantung pada rintangan cas logam itu sendiri untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga haba mengikut undang-undang Joule Lenz, yang digunakan untuk mencairkan logam.

3. Bagaimanakah kacau elektromagnet terbentuk dalam relau aruhan vakum?

Logam cair dalam pijar menjana daya elektrik dalam medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung aruhan. Disebabkan oleh kesan kulit, arus pusar yang dijana oleh logam cair adalah bertentangan dengan arah arus yang melalui gegelung aruhan, mengakibatkan penolakan bersama; Daya tolakan pada logam cair sentiasa menghala ke arah paksi mangkuk pijar, dan logam cair juga ditolak ke arah pusat mangkuk pijar; Disebabkan fakta bahawa gegelung aruhan adalah gegelung pendek dengan kesan pendek pada kedua-dua hujungnya, daya elektrik yang sepadan pada kedua-dua hujung gegelung aruhan berkurangan, dan pengagihan daya elektrik lebih kecil di hujung atas dan bawah dan lebih besar di tengah. Di bawah daya ini, cecair logam mula-mula bergerak dari tengah ke arah paksi pijar, dan kemudian mengalir ke atas dan ke bawah ke arah pusat. Fenomena ini terus beredar, membentuk pergerakan sengit cecair logam. Semasa peleburan sebenar, fenomena cecair logam yang membonjol ke atas dan terbalik ke atas dan ke bawah di tengah-tengah mangkuk pijar boleh dihapuskan, yang dipanggil kacau elektromagnet.

4. Apakah fungsi kacau elektromagnet?

① Ia boleh mempercepatkan kadar tindak balas fizikal dan kimia semasa proses peleburan; ② Satukan komposisi cecair logam cair; ③ Suhu logam cair dalam mangkuk pijar cenderung konsisten, menghasilkan tindak balas yang lengkap semasa lebur; ④ Hasil pengacauan mengatasi kesan tekanan statiknya sendiri, membalikkan buih terlarut jauh di dalam mangkuk pijar ke permukaan cecair, memudahkan pelepasan gas dan mengurangkan kandungan kemasukan gas aloi Pengacauan yang kuat meningkatkan hakisan mekanikal logam cair pada pijar, menjejaskan jangka hayatnya; ⑥ Mempercepatkan penguraian bahan refraktori dalam mangkuk pijar pada suhu tinggi, mengakibatkan pencemaran semula aloi cair.

5. Apakah tahap vakum?

Darjah vakum mewakili kenipisan gas di bawah satu tekanan atmosfera, biasanya dinyatakan sebagai tekanan.

6. Apakah kadar kebocoran?

Kadar kebocoran merujuk kepada jumlah peningkatan tekanan setiap unit masa selepas peralatan vakum ditutup.

7. Apakah kesan kulit?

Kesan kulit merujuk kepada fenomena pengagihan arus tidak sekata pada keratan rentas konduktor (merujuk kepada cas relau dalam peleburan) apabila arus ulang alik melaluinya. Semakin tinggi ketumpatan arus permukaan konduktor, semakin rendah ketumpatan arus ke arah pusat.

8. Apakah itu aruhan elektromagnet?

Arus ulang-alik melalui wayar dan menghasilkan medan magnet berselang-seli di sekelilingnya, manakala meletakkan wayar tertutup dalam medan magnet yang berubah-ubah menghasilkan arus ulang-alik di dalam wayar. Fenomena ini dipanggil aruhan elektromagnet.

10. Apakah kelebihan peleburan relau aruhan vakum?

① Tiada pencemaran udara dan sanga, aloi yang dilebur adalah tulen dan mempunyai tahap prestasi yang tinggi;

② Peleburan vakum mewujudkan keadaan penyahgasan yang baik, menghasilkan kandungan gas yang rendah dalam keluli dan aloi cair;

③ Di bawah keadaan vakum, logam tidak mudah teroksida;

④ Kekotoran (Pb, Bi, dsb.) yang dibawa masuk oleh bahan mentah boleh menguap dalam keadaan vakum, mengakibatkan penulenan bahan;

⑤ Semasa peleburan relau aruhan vakum, penyahoksidaan karbon boleh digunakan, dan produk penyahoksigenan adalah gas, menghasilkan ketulenan aloi yang tinggi;

⑥ Boleh melaraskan dan mengawal komposisi kimia dengan tepat;

⑦ Bahan yang dipulangkan boleh digunakan.

11. Apakah kelemahan peleburan relau aruhan vakum?

① Peralatannya kompleks, mahal, dan memerlukan pelaburan yang besar;

② Penyelenggaraan yang menyusahkan, kos peleburan yang tinggi, dan kos yang agak tinggi;

③ Pencemaran logam yang disebabkan oleh bahan refraktori dalam mangkuk pijar semasa proses peleburan;

④ Kumpulan pengeluaran adalah kecil, dan beban kerja pemeriksaan adalah besar.

12. Apakah parameter asas utama dan maksud pam vakum?

① Tahap vakum yang melampau: Nilai tekanan stabil minimum (iaitu tahap vakum stabil tertinggi) yang boleh diperolehi selepas tempoh pengosongan yang lama apabila salur masuk pam vakum dimeterai dipanggil darjah vakum maksimum pam.

② Kadar pemindahan: Isipadu gas yang diekstrak oleh pam seunit masa dipanggil kadar pengepaman pam vakum.

③ Tekanan alur keluar maksimum: Nilai tekanan maksimum di mana gas dilepaskan dari port ekzos pam vakum semasa operasi biasa.

④ Pra tekanan: Nilai tekanan maksimum yang perlu dikekalkan di port ekzos pam vakum untuk memastikan operasi yang selamat.

13. Bagaimana untuk memilih sistem pam vakum yang munasabah?

① Kadar pengepaman pam vakum sepadan dengan tekanan masuk tertentu pam vakum;

② Pam mekanikal, pam Akar dan pam penggalak minyak tidak boleh terus ekzos ke atmosfera dan mesti bergantung pada pam peringkat hadapan untuk mewujudkan dan mengekalkan tekanan pra yang ditetapkan agar dapat beroperasi secara normal.

14. Mengapakah kapasitor perlu ditambah pada litar elektrik?

Oleh kerana jarak yang jauh antara gegelung aruhan dan bahan relau logam, kebocoran magnet adalah sangat serius, fluks magnet yang berguna adalah sangat rendah, dan kuasa reaktif adalah tinggi. Oleh itu, dalam litar kapasitif, arus mendahului voltan. Untuk mengimbangi pengaruh induktansi dan menambah baik faktor kuasa, adalah perlu untuk memasukkan bilangan bekas elektrik yang sesuai dalam litar, supaya kapasitor dan induktor boleh bergema selari, dengan itu meningkatkan faktor kuasa gegelung aruhan.

15. Berapakah bahagian peralatan utama relau aruhan vakum?

Ruang lebur, ruang menuang, sistem vakum, sistem bekalan kuasa.

16. Apakah langkah-langkah penyelenggaraan untuk sistem vakum semasa proses peleburan?

① Kualiti minyak dan paras minyak pam vakum adalah normal;

② Skrin penapis diterbalikkan seperti biasa;

③ Pengedap setiap injap pengasingan adalah normal.

17. Apakah langkah-langkah penyelenggaraan untuk sistem bekalan kuasa semasa proses peleburan?

① Suhu air penyejuk kapasitor adalah normal;

② Suhu minyak pengubah adalah normal;

③ Suhu air penyejuk kabel adalah normal.

18. Apakah keperluan untuk crucible dalam peleburan relau aruhan vakum?

① Mempunyai kestabilan terma yang tinggi untuk mengelakkan keretakan yang disebabkan oleh penyejukan dan pemanasan yang cepat;

② Mempunyai kestabilan kimia yang tinggi untuk mengelakkan pencemaran crucible oleh bahan refraktori;

③ Mempunyai rintangan api yang tinggi dan kekuatan struktur suhu tinggi yang mencukupi untuk menahan suhu tinggi dan kesan bahan relau;

④ Pijar harus mempunyai ketumpatan tinggi dan permukaan kerja yang licin untuk mengurangkan luas permukaan sentuhan antara pijar dan cecair logam, dan untuk mengurangkan tahap lekatan sisa logam pada permukaan pijar.

⑤ Mempunyai sifat penebat yang tinggi;

⑥ Pengecutan volum kecil semasa proses pensinteran;

⑦ Mempunyai turun naik yang rendah dan rintangan yang baik terhadap penghidratan;

⑧ Bahan pijar mempunyai sedikit pelepasan gas.

⑨ Pisau mempunyai sumber bahan yang banyak dan harga yang rendah.

19. Bagaimana untuk meningkatkan prestasi suhu tinggi pijar?

① Kurangkan kandungan CaO dan nisbah CaO/SiO2 dalam pasir MgO untuk mengurangkan jumlah fasa cecair dan meningkatkan suhu di mana fasa cecair terhasil.

② Meningkatkan kestabilan butiran kristal.

③ Untuk mencapai keadaan penghabluran semula yang baik dalam lapisan tersinter, untuk mengurangkan keliangan, mengurangkan lebar sempadan butiran, dan membentuk struktur mozek, membentuk gabungan langsung fasa pepejal dan pepejal, dengan itu mengurangkan kesan berbahaya fasa cecair.

20. Bagaimana untuk memilih saiz geometri pijar yang sesuai?

① Ketebalan dinding pijar biasanya 1/8 hingga 1/10 diameter pijar (terbentuk);

② Cecair keluli menyumbang 75% daripada isipadu pijar;

③ Sudut R adalah sekitar 45 °;

④ Ketebalan bahagian bawah relau biasanya 1.5 kali ganda daripada dinding relau.

21. Apakah pelekat yang biasa digunakan untuk simpulan pijar?

① Bahan organik: dekstrin, cecair sisa pulpa, resin organik, dll;

② Bahan bukan organik: natrium silikat, air garam, asid borik, karbonat, tanah liat, dsb.

22. Apakah fungsi pelekat (H3BO3) untuk mencantum pijar?

Asid borik (H3BO3) boleh mengeluarkan semua lembapan dengan memanaskan di bawah 300 ℃ dalam keadaan biasa, dan dipanggil boronic anhydride (B2O3).

① Pada suhu rendah, sesetengah MgO dan Al2O3 boleh larut menjadi B2O3 cecair untuk membentuk satu siri produk peralihan, mempercepatkan resapan fasa pepejal MgO · Al2O3 dan menggalakkan penghabluran semula, menyebabkan lapisan pensinteran pijar terbentuk pada suhu yang lebih rendah, dengan itu mengurangkan suhu pensinteran.

② Dengan bergantung pada kesan leburan dan ikatan asid borik pada suhu sederhana, lapisan separa tersinter boleh ditebal atau kekuatan pijar sebelum pensinteran sekunder boleh ditingkatkan.

③ Dalam pasir magnesia yang mengandungi CaO, penggunaan pengikat boleh menyekat perubahan kristal 2CaO · SiO2 di bawah 850 ℃.

23. Apakah pelbagai kaedah pengacuan untuk pijar?

Dua cara.

① Prefabrikasi di luar relau; Selepas mencampurkan bahan mentah (bahan refraktori spinel magnesium elektrik atau aluminium magnesium) dengan nisbah saiz zarah tertentu dan memilih pelekat yang sesuai, ia terbentuk dalam acuan pijar melalui proses getaran dan tekanan isostatik. Badan pijar dikeringkan dan diproses menjadi mangkuk pijar pasang siap dalam tanur terowong suhu tinggi dengan suhu pembakaran maksimum ≥ 1700 ℃ × 8 jam.

② Menumbuk terus di dalam relau; Tambah jumlah pelekat pepejal yang sesuai, seperti asid borik, kepada nisbah saiz zarah yang sesuai, gaul rata, dan gunakan tamping untuk mencapai isi yang padat. Semasa pensinteran, struktur mikro yang berbeza dibentuk oleh suhu yang berbeza bagi setiap bahagian.

24. Berapa banyak lapisan struktur pensinteran pijar terbentuk, dan apakah kesannya terhadap kualiti pijar?

Struktur pensinteran pijar dibahagikan kepada tiga lapisan: lapisan pensinteran, lapisan pensinteran separuh, dan lapisan longgar.

Lapisan pensinteran: Semasa proses ketuhar, saiz zarah mengalami penghabluran semula. Kecuali saiz zarah pasir sederhana pada hujung suhu rendah, bahagian asal tidak dapat dilihat sama sekali, dan struktur seragam dan halus dibentangkan. Sempadan bijian adalah sangat sempit, dan kekotoran diagihkan semula pada sempadan bijian baharu. Lapisan tersinter ialah cangkerang keras yang terletak di bahagian paling dalam dinding pijar, yang secara langsung menghubungi logam cair dan menanggung pelbagai daya, jadi lapisan ini sangat penting untuk pijar.

Lapisan longgar: Semasa pensinteran, suhu berhampiran lapisan penebat adalah rendah, dan pasir magnesium tidak boleh disinter atau diikat oleh fasa kaca, kekal dalam keadaan longgar sepenuhnya. Lapisan ini terletak di bahagian paling luar mangkuk pijar dan berfungsi untuk tujuan berikut: pertama, disebabkan oleh struktur longgar dan kekonduksian terma yang lemah, haba yang dipindahkan dari dinding dalam pijar ke luar dikurangkan, mengurangkan kehilangan haba, menyediakan penebat, dan meningkatkan kecekapan haba di dalam pijar; Kedua, lapisan longgar juga merupakan lapisan pelindung. Oleh kerana lapisan tersinter telah membentuk cangkerang dan bersentuhan langsung dengan logam cecair, ia terdedah kepada keretakan. Sebaik sahaja ia retak, logam cair cair akan meresap keluar dari retakan, manakala lapisan longgar kurang mudah retak kerana strukturnya yang longgar. Cecair logam yang meresap keluar dari lapisan dalam disekat olehnya, memberikan perlindungan untuk cincin penderiaan; Ketiga, lapisan longgar masih menjadi penampan. Oleh kerana lapisan tersinter telah menjadi cangkerang keras, pengembangan dan pengecutan volum keseluruhan berlaku apabila dipanaskan dan disejukkan. Oleh kerana struktur longgar lapisan longgar, ia memainkan peranan penampan dalam perubahan volum pijar.

Lapisan separuh tersinter (juga dikenali sebagai lapisan peralihan): terletak di antara lapisan tersinter dan lapisan longgar, dibahagikan kepada dua bahagian. Berhampiran lapisan tersinter, kekotoran mencair dan mengedar semula atau terikat dengan zarah pasir magnesium. Pasir magnesium mengalami penghabluran semula separa, dan zarah pasir yang besar kelihatan sangat padat; Bahagian berhampiran lapisan longgar diikat sepenuhnya oleh pelekat. Lapisan separa tersinter berfungsi sebagai lapisan tersinter dan lapisan longgar.

25. Bagaimana untuk memilih sistem proses ketuhar?

① Suhu ketuhar maksimum: Apabila ketebalan lapisan penebat pijar bersimpul ialah 5-10mm, untuk magnesia bercantum elektrik, lapisan tersinter hanya menyumbang 13-15% daripada ketebalan mangkuk pijar apabila dibakar pada 1800 ℃. Apabila dibakar dalam ketuhar 2000 ℃, ia menyumbang 24-27%. Memandangkan kekuatan suhu tinggi pijar, adalah lebih baik untuk mempunyai suhu ketuhar yang lebih tinggi, tetapi tidak mudah untuk menjadi terlalu tinggi. Apabila suhu lebih tinggi daripada 2000 ℃, ia membentuk struktur seperti sarang lebah disebabkan oleh pemejalwapan magnesium oksida atau pengurangan magnesium oksida oleh karbon, serta penghabluran semula magnesium oksida yang sengit. Oleh itu, suhu ketuhar maksimum hendaklah dikawal di bawah 2000 ℃.

② Kadar pemanasan: Pada peringkat awal pemanasan, untuk menghilangkan lembapan dari bahan refraktori dengan berkesan, pemanasan awal yang mencukupi perlu dijalankan. Secara amnya, kadar pemanasan harus perlahan di bawah 1500 ℃; Apabila suhu relau mencecah melebihi 1500 ℃, pasir magnesia bersatu elektrik mula mensinter. Pada masa ini, kuasa tinggi harus digunakan untuk memanaskan dengan cepat ke suhu ketuhar maksimum yang dijangkakan.

③ Masa penebat: Selepas suhu relau mencapai suhu ketuhar tertinggi, penebat perlu dijalankan pada suhu tersebut. Masa penebat berbeza-beza bergantung pada jenis dan bahan relau, seperti 15-20 minit untuk cawan lebur magnesium elektrik kecil dan 30-40 minit untuk cawan lebur magnesium elektrik besar dan sederhana.

Oleh itu, kadar pemanasan semasa ketuhar dan pembakar pada suhu pembakar tertinggi hendaklah diselaraskan dengan sewajarnya