Berita

Peleburan Induksi Vakum
Tuangan vakum (peleburan aruhan vakum – VIM) telah dibangunkan untuk pemprosesan aloi khusus dan eksotik, dan oleh itu ia menjadi lebih biasa apabila bahan-bahan canggih ini semakin banyak digunakan. VIM telah dibangunkan untuk mencairkan dan menuang superaloi dan keluli berkekuatan tinggi, yang kebanyakannya memerlukan pemprosesan vakum kerana ia mengandungi unsur refraktori dan reaktif seperti Ti, Nb dan Al. Ia juga boleh digunakan untuk keluli tahan karat dan logam lain apabila leburan awal yang berkualiti tinggi diperlukan.

Seperti namanya, proses ini melibatkan peleburan logam di bawah keadaan vakum. Aruhan elektromagnet digunakan sebagai sumber tenaga untuk meleburkan logam. Peleburan aruhan berfungsi dengan mengaruh arus pusar elektrik dalam logam. Sumbernya ialah gegelung aruhan, yang membawa arus ulang-alik. Arus pusar memanaskan dan akhirnya meleburkan cas.

Relau ini terdiri daripada jaket keluli kedap udara yang disejukkan dengan air yang mampu menahan vakum yang diperlukan untuk pemprosesan. Logam dicairkan dalam mangkuk pijar yang ditempatkan dalam gegelung induksi yang disejukkan dengan air, dan relau biasanya dilapisi dengan refraktori yang sesuai.

Logam dan aloi yang mempunyai afiniti tinggi terhadap gas – khususnya nitrogen dan oksigen – sering dicairkan/ditapis dalam relau aruhan vakum untuk mencegah pencemaran/tindak balas dengan gas-gas ini. Oleh itu, proses ini biasanya digunakan untuk memproses bahan berketulenan tinggi atau bahan dengan toleransi yang ketat terhadap komposisi kimia.

S: Mengapakah peleburan aruhan vakum digunakan?

A: Peleburan aruhan vakum pada asalnya dibangunkan untuk pemprosesan aloi khusus dan eksotik dan seterusnya menjadi lebih biasa apabila bahan-bahan canggih ini semakin banyak digunakan. Walaupun ia dibangunkan untuk bahan seperti superaloi, ia juga boleh digunakan untuk keluli tahan karat dan logam lain.
Bagaimanakahrelau induksi vakumkerja?
Bahan dicas ke dalam relau induksi di bawah vakum dan kuasa dikenakan untuk mencairkan cas tersebut. Cas tambahan dikenakan untuk membawa isipadu logam cecair kepada kapasiti leburan yang diingini. Logam lebur ditapis di bawah vakum dan kimia diselaraskan sehingga kimia leburan yang tepat dicapai.
Apa yang berlaku kepada logam dalam vakum?
Khususnya, kebanyakan logam membentuk lapisan oksida pada mana-mana permukaan yang terdedah kepada udara. Ini bertindak sebagai perisai untuk mengelakkan ikatan. Dalam vakum angkasa, tiada udara jadi logam tidak akan membentuk lapisan pelindung.

Kelebihan Peleburan VIM
Bergantung pada produk dan proses metalurgi, tahap vakum semasa fasa penapisan adalah dalam julat 10-1 hingga 10-4 mbar. Antara kelebihan metalurgi pemprosesan vakum adalah:
Pencairan di bawah atmosfera bebas oksigen menghadkan pembentukan rangkuman oksida bukan logam dan mencegah pengoksidaan unsur reaktif
Pencapaian toleransi komposisi dan kandungan gas yang sangat hampir
Penyingkiran unsur surih yang tidak diingini dengan tekanan wap yang tinggi
Penyingkiran gas terlarut – oksigen, hidrogen, nitrogen
Pelarasan komposisi aloi yang tepat dan homogen serta suhu lebur
Pencairan dalam vakum menghapuskan keperluan untuk penutup sanga pelindung dan mengurangkan potensi pencemaran sanga secara tidak sengaja atau kemasukan dalam jongkong.
Atas sebab ini, operasi metalurgi seperti penyahfosforan dan penyahsulfuran adalah terhad. Metalurgi VIM terutamanya ditujukan kepada tindak balas yang bergantung kepada tekanan, seperti tindak balas karbon, oksigen, nitrogen dan hidrogen. Penyingkiran unsur surih yang berbahaya dan meruap, seperti antimoni, telurium, selenium dan bismut, dalam relau aruhan vakum adalah sangat penting secara praktikal.

Pemantauan tepat terhadap tindak balas karbon berlebihan yang bergantung kepada tekanan untuk melengkapkan penyahoksidaan hanyalah satu contoh fleksibiliti proses menggunakan proses VIM untuk pengeluaran superaloi. Bahan selain superaloi dinyahkarbon, dinyahsulfurisasi atau disuling secara selektif dalam relau induksi vakum untuk memenuhi spesifikasi dan menjamin sifat bahan. Disebabkan tekanan wap yang tinggi bagi kebanyakan unsur surih yang tidak diingini, ia boleh dikurangkan kepada tahap yang sangat rendah melalui penyulingan semasa peleburan induksi vakum, terutamanya untuk aloi dengan kekuatan yang sangat tinggi pada suhu operasi yang lebih tinggi. Bagi pelbagai aloi yang mesti memenuhi keperluan kualiti tertinggi, relau induksi vakum adalah sistem peleburan yang paling sesuai.

Kaedah berikut boleh digabungkan dengan mudah dengan sistem VIM untuk menghasilkan cecair bersih:
Kawalan atmosfera dengan kadar kebocoran dan penyahjerapan yang rendah
Pemilihan bahan refraktori yang lebih stabil untuk lapisan mangkuk pijar
Pengadukan dan homogenisasi melalui pengadukan elektromagnet atau gas penulenan
Kawalan suhu yang tepat untuk meminimumkan tindak balas mangkuk pijar dengan cair
Teknik penyahtindanan dan penapisan yang sesuai semasa proses penuangan
Penggunaan teknik pencucian dan tundish yang sesuai untuk penyingkiran oksida yang lebih baik.