Çfarë është shkrirja me induksion në vakum?

Shkrirja në vakum është një teknikë shkrirjeje metalesh dhe aliazhesh që kryhet në një mjedis vakumi.

Kjo teknologji mund të parandalojë ndotjen e metaleve të rralla nga atmosfera dhe materialet zjarrduruese, dhe ka funksionin e pastrimit dhe purifikimit. Me anë të shkrirjes në vakum, mund të merren metale dhe aliazhe me cilësi të lartë me përmbajtje të ulët gazi, pak përfshirje dhe ndarje të vogël. Kjo metodë është thelbësore për marrjen e materialeve metalike me pastërti të lartë dhe cilësi të lartë, veçanërisht të përshtatshme për aliazhet ose metalet që janë të vështira për t'u shkrirë dhe kërkojnë pastërti ultra të lartë. Metodat e shkrirjes në vakum përfshijnë shkrirjen me rreze elektronesh, shkrirjen me induksion në vakum, shkrirjen me furrë me hark në vakum dhe shkrirjen me furrë plazme. Për shembull, shkrirja me rreze elektronesh përdor rreze elektronesh me energji të lartë për të bombarduar materialet e shkrira, duke i shndërruar ato shpejt në energji termike dhe duke i shkrirë ato. Kjo metodë është e përshtatshme për shkrirjen e aliazheve ose metaleve me vështirësi të lartë dhe pastërti ultra të lartë.

Përveç kësaj, shkrirja në vakum ndihmon gjithashtu në përmirësimin e fortësisë, rezistencës ndaj lodhjes, rezistencës ndaj korrozionit, performancës së zvarritjes në temperaturë të lartë dhe përshkueshmërisë magnetike të materialeve metalike.

Shkrirja në furrën me induksion vakumi është një proces i përdorimit të induksionit elektromagnetik për të gjeneruar rryma vorbulle në përçuesit metalikë në kushte vakumi për të ngrohur materialin e furrës. Ai ka karakteristikat e vëllimit të vogël të dhomës së shkrirjes, kohës së shkurtër të pompimit të vakumit dhe ciklit të shkrirjes, kontrollit të përshtatshëm të temperaturës dhe presionit, riciklueshmërisë së elementëve të paqëndrueshëm dhe kontrollit të saktë të përbërjes së aliazhit. Për shkak të karakteristikave të mësipërme, ai tani është zhvilluar në një pajisje të rëndësishme për prodhimin e aliazheve speciale si çeliku special, aliazhet precize, aliazhet elektrike të ngrohjes, aliazhet me temperaturë të lartë dhe aliazhet rezistente ndaj korrozionit.

1. Çfarë është vakumi?

Në një enë të mbyllur, për shkak të zvogëlimit të numrit të molekulave të gazit, presioni i ushtruar nga molekulat e gazit mbi një njësi sipërfaqeje zvogëlohet. Në këtë kohë, presioni brenda enës është më i ulët se presioni normal. Ky lloj hapësire gazore që është më i ulët se presioni normal quhet vakum.

2. Cili është parimi i punës së një furre me induksion vakumi?

Metoda kryesore është aplikimi i induksionit elektromagnetik për të gjeneruar rrymë në vetë ngarkesën metalike, dhe më pas mbështetja në rezistencën e vetë ngarkesës metalike për të shndërruar energjinë elektrike në energji termike sipas ligjit të Joule Lenz, i cili përdoret për shkrirjen e metaleve.

3. Si formohet trazimi elektromagnetik në një furrë induksioni vakumi?

Metali i shkrirë në enën e shkrirjes gjeneron forcë elektrike në fushën magnetike të gjeneruar nga spiralja e induksionit. Për shkak të efektit të lëkurës, rrymat vorbull të gjeneruara nga metali i shkrirë janë të kundërta me drejtimin e rrymës që kalon nëpër spiralen e induksionit, duke rezultuar në shtytje të ndërsjellë; Forca shtytëse në metalin e shkrirë gjithmonë tregon drejt boshtit të enës së shkrirjes, dhe metali i shkrirë shtyhet gjithashtu drejt qendrës së enës së shkrirjes; Për shkak të faktit se spiralja e induksionit është një spirale e shkurtër me efekte të shkurtra në të dy skajet, forca elektrike përkatëse në të dy skajet e spirales së induksionit zvogëlohet, dhe shpërndarja e forcës elektrike është më e vogël në skajet e sipërme dhe të poshtme dhe më e madhe në mes. Nën këtë forcë, lëngu metalik lëviz së pari nga mesi drejt boshtit të enës së shkrirjes, dhe pastaj rrjedh lart e poshtë drejt qendrës. Ky fenomen vazhdon të qarkullojë, duke formuar një lëvizje të fortë të lëngut metalik. Gjatë shkrirjes aktuale, fenomeni i lëngut metalik që fryhet lart dhe rrotullohet lart e poshtë në qendër të enës së shkrirjes mund të eliminohet, gjë që quhet nxitje elektromagnetike.

4. Cili është funksioni i nxitjes elektromagnetike?

① Mund të përshpejtojë shkallën e reaksioneve fizike dhe kimike gjatë procesit të shkrirjes; ② Unifikojë përbërjen e lëngut të metalit të shkrirë; ③ Temperatura e metalit të shkrirë në enën e shkrirjes tenton të jetë e qëndrueshme, duke rezultuar në përfundimin e plotë të reaksionit gjatë shkrirjes; ④ Rezultati i përzierjes kapërcen efektin e presionit të vet statik, duke i kthyer flluskat e tretura thellë në enë në sipërfaqen e lëngut, duke lehtësuar shkarkimin e gazit dhe duke zvogëluar përmbajtjen e përfshirjes së gazit në aliazh. Përzierja intensive rrit erozionin mekanik të metalit të shkrirë në enë, duke ndikuar në jetëgjatësinë e tij; ⑥ Përshpejton dekompozimin e materialeve zjarrduruese në enët e shkrirjes në temperatura të larta, duke rezultuar në rikontaminim të aliazhit të shkrirë.

5. Çfarë është shkalla e vakumit?

Shkalla e vakumit përfaqëson hollësinë e një gazi nën një presion atmosferik, që zakonisht shprehet si presion.

6. Cila është shkalla e rrjedhjes?

Shkalla e rrjedhjes i referohet sasisë së rritjes së presionit për njësi të kohës pasi pajisja e vakumit është e mbyllur.

7. Cili është efekti në lëkurë?

Efekti i lëkurës i referohet fenomenit të shpërndarjes së pabarabartë të rrymës në prerjen tërthore të një përcjellësi (duke iu referuar ngarkesës së furrës në shkrirje) kur rryma alternative kalon nëpër të. Sa më e lartë të jetë dendësia e rrymës sipërfaqësore të përcjellësit, aq më e ulët është dendësia e rrymës drejt qendrës.

8. Çfarë është induksioni elektromagnetik?

Rryma alternative kalon nëpër një tel dhe gjeneron një fushë magnetike alternative rreth tij, ndërsa vendosja e një teli të mbyllur në një fushë magnetike në ndryshim gjeneron rrymë alternative brenda telit. Ky fenomen quhet induksion elektromagnetik.

10. Cilat janë avantazhet e shkrirjes në furrën me induksion vakumi?

① Pa ndotje të ajrit dhe skorjeve, aliazhi i shkrirë është i pastër dhe ka një nivel të lartë performance;

② Shkrirja në vakum krijon kushte të mira degazimi, duke rezultuar në përmbajtje të ulët të gazit në çelikun dhe aliazhin e shkrirë;

③ Në kushte vakumi, metalet nuk oksidohen lehtë;

④ Papastërtitë (Pb, Bi, etj.) të sjella nga lëndët e para mund të avullojnë në gjendje vakumi, duke rezultuar në pastrimin e materialit;

⑤ Gjatë shkrirjes së furrës me induksion vakumi, mund të përdoret deoksidimi i karbonit, dhe produkti i deoksigjenimit është gaz, duke rezultuar në pastërti të lartë të aliazhit;

⑥ Mund të rregullojë dhe kontrollojë me saktësi përbërjen kimike;

⑦ Materialet e kthyera mund të përdoren.

11. Cilat janë disavantazhet e shkrirjes në furrën me induksion vakumi?

① Pajisjet janë komplekse, të shtrenjta dhe kërkojnë një investim të madh;

② Mirëmbajtje e papërshtatshme, kosto të larta shkrirjeje dhe kosto relativisht të larta;

③ Ndotja e metaleve e shkaktuar nga materialet zjarrduruese në enët e shkrirjes gjatë procesit të shkrirjes;

④ Grupi i prodhimit është i vogël dhe ngarkesa e punës së inspektimit është e madhe.

12. Cilat janë parametrat dhe kuptimet kryesore themelore të pompave të vakumit?

① Shkalla ekstreme e vakumit: Vlera minimale e presionit të qëndrueshëm (domethënë shkalla më e lartë e vakumit të qëndrueshëm) që mund të merret pas një periudhe të gjatë zbrazjeje kur hyrja e një pompe vakumi është e mbyllur quhet shkalla maksimale e vakumit të pompës.

② Shkalla e evakuimit: Vëllimi i gazit të nxjerrë nga një pompë për njësi të kohës quhet shkalla e pompimit të një pompe vakumi.

③ Presioni maksimal i daljes: Vlera maksimale e presionit në të cilën gazi shkarkohet nga porta e shkarkimit të një pompe vakumi gjatë funksionimit normal.

④ Presioni paraprak: Vlera maksimale e presionit që duhet të mbahet në portën e shkarkimit të pompës së vakumit për të siguruar funksionim të sigurt.

13. Si të zgjidhni një sistem të arsyeshëm pompash vakumi?

① Shkalla e pompimit të një pompe vakumi korrespondon me një presion të caktuar hyrës të pompës vakumi;

② Pompat mekanike, pompat Roots dhe pompat përforcuese të vajit nuk mund të shkarkojnë drejtpërdrejt në atmosferë dhe duhet të mbështeten në pompën e fazës së përparme për të vendosur dhe ruajtur para-presionin e përshkruar në mënyrë që të funksionojnë normalisht.

14. Pse duhet të shtohen kondensatorë në qarqet elektrike?

Për shkak të distancës së madhe midis spirales së induksionit dhe materialit metalik të furrës, rrjedhja magnetike është shumë serioze, fluksi magnetik i dobishëm është shumë i ulët dhe fuqia reaktive është e lartë. Prandaj, në qarqet kapacitive, rryma udhëheq tensionin. Për të kompensuar ndikimin e induktancës dhe për të përmirësuar faktorin e fuqisë, është e nevojshme të përfshihet një numër i përshtatshëm i kontejnerëve elektrikë në qark, në mënyrë që kondensatori dhe induktori të mund të rezonojnë paralelisht, duke përmirësuar kështu faktorin e fuqisë së spirales së induksionit.

15. Sa pjesë përbëhet nga pajisjet kryesore të një furre induksioni me vakum?

Dhoma e shkrirjes, dhoma e derdhjes, sistemi i vakumit, sistemi i furnizimit me energji elektrike.

16. Cilat janë masat e mirëmbajtjes për sistemin e vakumit gjatë procesit të shkrirjes?

① Cilësia e vajit dhe niveli i vajit të pompës së vakumit janë normale;

② Ekrani i filtrit është i përmbysur normalisht;

③ Mbyllja e secilës valvulë izolimi është normale.

17. Cilat janë masat e mirëmbajtjes për sistemin e furnizimit me energji gjatë procesit të shkrirjes?

① Temperatura e ujit ftohës të kondensatorit është normale;

② Temperatura e vajit të transformatorit është normale;

③ Temperatura e ujit ftohës të kabllit është normale.

18. Cilat janë kërkesat për enët e shkrirjes në furrën e induksionit me vakum?

① Ka stabilitet të lartë termik për të shmangur çarjet e shkaktuara nga ftohja dhe ngrohja e shpejtë;

② Ka stabilitet të lartë kimik për të parandaluar ndotjen e enës nga materialet zjarrduruese;

③ Të ketë rezistencë të lartë ndaj zjarrit dhe forcë strukturore të mjaftueshme në temperatura të larta për t'i bërë ballë temperaturave të larta dhe ndikimeve të materialit të furrës;

④ Ena e gatimit duhet të ketë një dendësi të lartë dhe një sipërfaqe pune të lëmuar për të zvogëluar sipërfaqen e kontaktit midis enës së gatimit dhe lëngut metalik, dhe për të zvogëluar shkallën e ngjitjes së mbetjeve metalike në sipërfaqen e enës së gatimit.

⑤ Ka veti të larta izoluese;

⑥ Tkurrje e vogël vëllimore gjatë procesit të sinterimit;

⑦ Ka paqëndrueshmëri të ulët dhe rezistencë të mirë ndaj hidratimit;

⑧ Materiali i tenxheres ka një sasi të vogël të lirimit të gazit.

⑨ Tenxherja ka burime të bollshme materialesh dhe çmime të ulëta.

19. Si të përmirësohet performanca e enëve të ngurta në temperaturë të lartë?

① Zvogëloni përmbajtjen e CaO dhe raportin CaO/SiO2 në rërën MgO për të zvogëluar sasinë e fazës së lëngshme dhe për të rritur temperaturën në të cilën gjenerohet faza e lëngshme.

② Përmirësimi i stabilitetit të kokrrizave kristalore.

③ Për të arritur një gjendje të mirë rikristalizimi në shtresën e sinterizuar, për të zvogëluar porozitetin, për të zvogëluar gjerësinë e kufirit të kokrrizave dhe për të formuar një strukturë mozaiku, duke formuar një kombinim të drejtpërdrejtë të fazave të ngurta dhe të ngurta, duke zvogëluar kështu efektet e dëmshme të fazës së lëngshme.

20. Si të zgjidhni madhësinë e duhur gjeometrike të enës së shkrirjes?

① Trashësia e murit të enës së shkrirjes është përgjithësisht 1/8 deri në 1/10 të diametrit të enës së shkrirjes (të formuar);

② Lëngu i çelikut përbën 75% të vëllimit të enës së shkrirjes;

③ Këndi i R është rreth 45 °;

④ Trashësia e fundit të furrës është përgjithësisht 1.5 herë më e madhe se ajo e murit të furrës.

21. Cilat janë ngjitësit që përdoren zakonisht për lidhjen e gypave?

① Lëndë organike: dekstrinë, lëng mbeturinash nga tuli, rrëshirë organike, etj.;

② Substanca inorganike: silikat natriumi, shëllirë, acid borik, karbonat, argjilë, etj.

22. Cili është funksioni i ngjitësit (H3BO3) për lidhjen e gypave të gypave?

Acidi borik (H3BO3) mund të largojë të gjithë lagështinë duke u ngrohur nën 300 ℃ në rrethana normale dhe quhet anhidrid boronik (B2O3).

① Në temperatura të ulëta, një pjesë e MgO dhe Al2O3 mund të tretet në B2O3 të lëngshëm për të formuar një seri produktesh tranzicioni, duke përshpejtuar difuzionin e fazës së ngurtë të MgO · Al2O3 dhe duke nxitur rikristalizimin, duke shkaktuar formimin e shtresës së sinterizimit të enës në temperatura më të ulëta, duke ulur kështu temperaturën e sinterizimit.

② Duke u mbështetur në efektin e shkrirjes dhe lidhjes së acidit borik në temperaturë mesatare, shtresa gjysmë e sinterizuar mund të trashet ose mund të rritet forca e enës së shkrirjes para sinterizimit sekondar.

③ Në rërën e magnezit që përmban CaO, përdorimi i lidhësve mund të shtypë transformimin kristalor të 2CaO · SiO2 nën 850 ℃.

23. Cilat janë metodat e ndryshme të derdhjes për enët me çati?

Dy mënyra.

① Parafabrikimi jashtë furrës; Pas përzierjes së lëndëve të para (magnez i shkrirë elektrikisht ose materiale zjarrduruese prej alumini magnezi spinel) me një raport të caktuar të madhësisë së grimcave dhe përzgjedhjes së ngjitësve të përshtatshëm, ato formohen në formën e furrës përmes proceseve të dridhjes dhe presionit izostatik. Trupi i furrës thahet dhe përpunohet në një furrë të parafabrikuar në një furrë tuneli me temperaturë të lartë me një temperaturë maksimale pjekjeje prej ≥ 1700 ℃ × 8 orë.

② Shtypje direkte brenda furrës; Shtoni një sasi të përshtatshme ngjitësi të ngurtë, siç është acidi borik, në raportin e duhur të madhësisë së grimcave, përzieni në mënyrë të barabartë dhe përdorni shtypje për të arritur mbushje të dendur. Gjatë sinterimit, mikrostruktura të ndryshme formohen nga temperaturat e ndryshme të secilës pjesë.

24. Sa shtresa është formuar struktura e sinterimit të enës së shkrirjes dhe cili është ndikimi në cilësinë e enës së shkrirjes?

Struktura e sinterimit të enës është e ndarë në tre shtresa: shtresa e sinterimit, shtresa gjysmë-sinterimi dhe shtresa e lirshme.

Shtresa e sinterimit: Gjatë procesit të furrës, madhësia e grimcave i nënshtrohet rikristalizimit. Përveç madhësisë mesatare të grimcave të rërës në fund të temperaturës së ulët, proporcioni origjinal nuk mund të shihet fare, dhe paraqitet një strukturë uniforme dhe e imët. Kufijtë e kokrrizave janë shumë të ngushtë, dhe papastërtitë rishpërndahen në kufijtë e rinj të kokrrizave. Shtresa e sinteruar është një guaskë e fortë e vendosur në pjesën më të brendshme të murit të enës së shkrirë, e cila bie në kontakt të drejtpërdrejtë me metalin e shkrirë dhe mban forca të ndryshme, kështu që kjo shtresë është shumë e rëndësishme për enën e shkrirë.

Shtresë e lirshme: Gjatë sinterimit, temperatura pranë shtresës izoluese është e ulët dhe rëra e magnezit nuk mund të sinterizohet ose të lidhet nga faza e qelqit, duke mbetur në një gjendje plotësisht të lirshme. Kjo shtresë ndodhet në pjesën më të jashtme të enës së shkrirjes dhe shërben për qëllimet e mëposhtme: së pari, për shkak të strukturës së saj të lirshme dhe përçueshmërisë së dobët termike, nxehtësia e transferuar nga muri i brendshëm i enës së shkrirjes në pjesën e jashtme zvogëlohet, duke zvogëluar humbjen e nxehtësisë, duke siguruar izolim dhe duke përmirësuar efikasitetin termik brenda enës së shkrirjes; Së dyti, shtresa e lirshme është gjithashtu një shtresë mbrojtëse. Meqenëse shtresa e sinteruar ka formuar një guaskë dhe bie në kontakt të drejtpërdrejtë me metalin e lëngshëm, ajo është e prirur të plasaritet. Pasi të plasaritet, metali i lëngshëm i shkrirë do të depërtojë nga çarja, ndërsa shtresa e lirshme është më pak e prirur të plasaritet për shkak të strukturës së saj të lirshme. Lëngu metalik që rrjedh nga shtresa e brendshme bllokohet prej tij, duke siguruar mbrojtje për unazën ndijore; Së treti, shtresa e lirshme është ende një tampon. Për shkak të faktit se shtresa e sinteruar është bërë një guaskë e fortë, zgjerimi dhe tkurrja e përgjithshme e vëllimit ndodhin kur nxehet dhe ftohet. Për shkak të strukturës së lirshme të shtresës së lirshme, ajo luan një rol tampon në ndryshimin e vëllimit të enës.

Shtresa gjysmë e sinterizuar (e njohur edhe si shtresë tranzicioni): e vendosur midis shtresës së sinterizuar dhe shtresës së lirshme, e ndarë në dy pjesë. Pranë shtresës së sinterizuar, papastërtitë shkrihen dhe rishpërndahen ose lidhen me grimcat e rërës së magnezit. Rëra e magnezit i nënshtrohet rikristalizimit të pjesshëm, dhe grimcat e mëdha të rërës duken veçanërisht të dendura; Pjesët pranë shtresës së lirshme janë të lidhura plotësisht së bashku me anë të ngjitësit. Shtresa gjysmë e sinterizuar shërben si shtresë e sinterizuar dhe si shtresë e lirshme.

25. Si të zgjidhni sistemin e procesit të furrës?

① Temperatura maksimale e furrës: Kur trashësia e shtresës izoluese të furrës së lidhur është 5-10 mm, për magnezinë e shkrirë elektrike, shtresa e sinterizuar përbën vetëm 13-15% të trashësisë së furrës kur piqet në 1800 ℃. Kur piqet në një furrë 2000 ℃, ajo përbën 24-27%. Duke pasur parasysh rezistencën ndaj temperaturës së lartë të furrës, është më mirë të keni një temperaturë më të lartë furre, por nuk është e lehtë të arrini shumë të lartë. Kur temperatura është më e lartë se 2000 ℃, ajo formon një strukturë si huall mjalti për shkak të sublimimit të oksidit të magnezit ose reduktimit të oksidit të magnezit nga karboni, si dhe rikristalizimit intensiv të oksidit të magnezit. Prandaj, temperatura maksimale e furrës duhet të kontrollohet nën 2000 ℃.

2 Shkalla e ngrohjes: Në fazën e hershme të ngrohjes, për të hequr në mënyrë efektive lagështinë nga materialet zjarrduruese, duhet të kryhet parangrohje e mjaftueshme. Në përgjithësi, shkalla e ngrohjes duhet të jetë e ngadaltë nën 1500 ℃; Kur temperatura e furrës arrin mbi 1500 ℃, rëra e magnezit të shkrirë elektrike fillon të sinterizohet. Në këtë kohë, duhet të përdoret fuqi e lartë për t'u ngrohur shpejt deri në temperaturën maksimale të pritur të furrës.

③ Koha e izolimit: Pasi temperatura e furrës të arrijë temperaturën më të lartë të furrës, izolimi duhet të kryhet në atë temperaturë. Koha e izolimit ndryshon në varësi të llojit dhe materialit të furrës, si p.sh. 15-20 minuta për enë të vogla elektrike për shkrirje të magnezit dhe 30-40 minuta për enë të mëdha dhe të mesme elektrike për shkrirje të magnezit.

Prandaj, shkalla e ngrohjes gjatë furrës dhe pjekjes në temperaturën më të lartë të pjekjes duhet të rregullohen në përputhje me rrethanat.