أخبار

ذوبان الحث الفراغي
تم تطوير الصب الفراغي (الصهر بالحث الفراغي – VIM) لمعالجة السبائك المتخصصة والغريبة، وبالتالي أصبح أكثر شيوعًا مع تزايد استخدام هذه المواد المتقدمة. تم تطوير VIM لصهر وصب السبائك الفائقة والفولاذ عالي القوة، والتي يتطلب الكثير منها معالجة بالتفريغ لأنها تحتوي على عناصر حرارية ومتفاعلة مثل Ti وNb وAl. يمكن استخدامه أيضًا للفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن الأخرى عند الرغبة في ذوبان أولي عالي الجودة.

كما يوحي الاسم، تتضمن العملية ذوبان المعدن تحت ظروف الفراغ. يستخدم الحث الكهرومغناطيسي كمصدر للطاقة لصهر المعدن. يعمل الصهر التعريفي عن طريق إحداث تيارات كهربائية دوامية في المعدن. المصدر هو ملف الحث الذي يحمل تيارًا مترددًا. تسخن التيارات الدوامة وتذيب الشحنة في النهاية.

يتكون الفرن من غلاف فولاذي محكم الإغلاق ومبرد بالماء قادر على تحمل الفراغ المطلوب للمعالجة. يتم صهر المعدن في بوتقة موضوعة في ملف تحريضي مبرد بالماء، وعادةً ما يتم تبطين الفرن بالحراريات المناسبة.

غالبًا ما يتم صهر/تكرير المعادن والسبائك التي لها انجذاب كبير للغازات - وخاصة النيتروجين والأكسجين - في أفران الحث الفراغي لمنع التلوث/التفاعل مع هذه الغازات. ولذلك تُستخدم هذه العملية بشكل عام لمعالجة المواد عالية النقاء أو المواد ذات التفاوتات الصارمة في التركيب الكيميائي.

س: لماذا يتم استخدام ذوبان الحث الفراغي؟

ج: تم تطوير الصهر بالحث الفراغي في الأصل لمعالجة السبائك المتخصصة والغريبة، وبالتالي أصبح أكثر شيوعًا مع تزايد استخدام هذه المواد المتقدمة. في حين أنه تم تطويره لمواد مثل السبائك الفائقة، فإنه يمكن استخدامه أيضًا للفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن الأخرى.
كيف أفرن الحث الفراغيعمل؟
يتم شحن المواد إلى فرن الحث تحت فراغ ويتم تطبيق الطاقة لإذابة الشحنة. يتم إجراء رسوم إضافية لجلب حجم المعدن السائل إلى قدرة الذوبان المطلوبة. يتم تكرير المعدن المنصهر تحت الفراغ ويتم تعديل الكيمياء حتى يتم الوصول إلى كيمياء الذوبان الدقيقة.
ماذا يحدث للمعادن في الفراغ؟
على وجه الخصوص، تشكل معظم المعادن طبقة أكسيد على أي سطح يتعرض للهواء. وهذا بمثابة درع لمنع الترابط. في فراغ الفضاء، لا يوجد هواء، لذلك لا تشكل المعادن الطبقة الواقية.

مزايا ذوبان VIM
اعتمادًا على المنتج والعملية المعدنية، تتراوح مستويات الفراغ أثناء مرحلة التكرير من 10-1 إلى 10-4 ملي بار. بعض المزايا المعدنية للمعالجة الفراغية هي:
يحد الذوبان في جو خالٍ من الأكسجين من تكوين شوائب الأكسيد غير المعدني ويمنع أكسدة العناصر التفاعلية
تحقيق التفاوتات التركيبية ومحتويات الغاز قريبة جدًا
إزالة العناصر النزرة غير المرغوب فيها مع ضغوط بخار عالية
إزالة الغازات الذائبة – الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين
تعديل تركيبة السبائك الدقيقة والمتجانسة ودرجة حرارة الذوبان
يلغي الذوبان في الفراغ الحاجة إلى غطاء واقٍ من الخبث ويقلل من احتمالية التلوث العرضي بالخبث أو الشوائب في السبيكة
ولهذا السبب، فإن العمليات المعدنية مثل نزع الفسفرة وإزالة الكبريت محدودة. تهدف تعدين VIM في المقام الأول إلى التفاعلات المعتمدة على الضغط، مثل تفاعلات الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين. تعتبر إزالة العناصر النزرة الضارة والمتطايرة، مثل الأنتيمون والتيلوريوم والسيلينيوم والبزموت، في أفران الحث الفراغي ذات أهمية عملية كبيرة.

تعد المراقبة الدقيقة لتفاعل الكربون الزائد المعتمد على الضغط لإكمال عملية إزالة الأكسدة مجرد مثال واحد على تعدد استخدامات العملية باستخدام عملية VIM لإنتاج السبائك الفائقة. تتم إزالة الكربنة من المواد الأخرى غير السبائك الفائقة أو إزالة الكبريت منها أو تقطيرها بشكل انتقائي في أفران الحث الفراغي من أجل تلبية المواصفات وضمان خصائص المواد. بسبب ارتفاع ضغط البخار لمعظم العناصر النزرة غير المرغوب فيها، يمكن تقليلها إلى مستويات منخفضة جدًا عن طريق التقطير أثناء الصهر بالحث الفراغي، خاصة بالنسبة للسبائك ذات القوة العالية للغاية عند درجات حرارة التشغيل الأعلى. بالنسبة للسبائك المختلفة التي يجب أن تلبي أعلى متطلبات الجودة، فإن فرن الحث الفراغي هو نظام الصهر الأكثر ملاءمة.

يمكن دمج الطرق التالية بسهولة مع نظام VIM لإنتاج ذوبان نظيف:
التحكم في الجو مع انخفاض معدلات التسرب والامتصاص
اختيار مادة حرارية أكثر استقرارًا لبطانة البوتقة
التحريك والتجانس عن طريق التحريك الكهرومغناطيسي أو تطهير الغاز
التحكم الدقيق في درجة الحرارة لتقليل تفاعلات البوتقة مع الذوبان
تقنيات إزالة الخبث والتصفية المناسبة أثناء عملية الصب
تطبيق تقنية الغسيل والتندش المناسبة لإزالة الأكسيد بشكل أفضل.