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真空誘導溶解
真空鋳造 (真空誘導溶解 – VIM) は、特殊な特殊合金の加工のために開発されました。したがって、これらの先進的な材料の採用が増えるにつれて、真空鋳造はより一般的になってきています。 VIM は、超合金や高張力鋼を溶解および鋳造するために開発されました。これらの合金の多くには、Ti、Nb、Al などの耐火性および反応性元素が含まれているため、真空処理が必要です。高品質の初期溶解が必要な場合は、ステンレス鋼やその他の金属にも使用できます。

名前が示すように、このプロセスには真空条件下で金属を溶解することが含まれます。金属を溶かすエネルギー源として電磁誘導を利用します。誘導溶解は、金属内に渦電流を誘導することによって機能します。ソースは交流電流を流す誘導コイルです。渦電流は加熱し、最終的には装薬を溶かします。

炉は、処理に必要な真空に耐えることができる気密な水冷スチール ジャケットで構成されています。金属は水冷誘導コイル内に収容されたるつぼ内で溶解され、炉は通常、適切な耐火物で内張りされています。

ガス、特に窒素や酸素との親和性が高い金属や合金は、これらのガスによる汚染や反応を防ぐために、真空誘導炉で溶解/精製されることがよくあります。したがって、このプロセスは一般に、高純度の材料または化学組成の許容差が厳しい材料の処理に使用されます。

Q: なぜ真空誘導溶解が使用されるのですか?

A: 真空誘導溶解は、もともと特殊な特殊合金の加工のために開発されましたが、これらの先進的な材料の採用が増えるにつれて、より一般的になってきています。超合金などの材料向けに開発されましたが、ステンレス鋼やその他の金属にも使用できます。
どのようにして真空誘導炉仕事？
材料は真空下で誘導炉に装入され、装入物を溶かすために電力が加えられます。液体金属の体積を希望の溶融容量にするために、追加料金がかかります。溶融金属は真空下で精製され、正確な溶融化学反応が達成されるまで化学反応が調整されます。
真空中で金属はどうなるのでしょうか?
特に、ほとんどの金属は、空気にさらされる表面に酸化物層を形成します。これは結合を防ぐシールドとして機能します。真空の宇宙では空気がないため、金属は保護層を形成しません。

VIM溶解のメリット
製品と冶金プロセスに応じて、精製段階中の真空レベルは 10-1 ～ 10-4 mbar の範囲になります。真空処理の冶金学的利点には次のようなものがあります。
無酸素雰囲気下での溶解により、非金属酸化物介在物の形成が制限され、反応性元素の酸化が防止されます。
非常に近い組成許容差とガス含有量の達成
蒸気圧の高い不要な微量元素の除去
溶存ガスの除去 – 酸素、水素、窒素
精密かつ均質な合金組成と溶解温度の調整
真空中での溶解により、スラグ保護カバーの必要性がなくなり、偶発的なスラグ汚染やインゴット内の混入の可能性が減少します。
このため、脱リンや脱硫などの冶金操作は制限されています。 VIM 冶金は主に、炭素、酸素、窒素、水素の反応などの圧力依存反応を目的としています。真空誘導炉内でアンチモン、テルル、セレン、ビスマスなどの有害な揮発性微量元素を除去することは、実用上非常に重要です。

脱酸素を完了するための過剰な炭素の圧力依存反応を正確に監視することは、超合金の製造に VIM プロセスを使用したプロセスの多様性の一例にすぎません。超合金以外の材料は、仕様を満たし材料特性を保証するために、真空誘導炉で脱炭、脱硫、または選択蒸留されます。望ましくない微量元素のほとんどは蒸気圧が高いため、特に高い操作温度で非常に高い強度を有する合金の場合、真空誘導溶解中の蒸留によって非常に低いレベルまで低減できます。最高の品質要件を満たす必要があるさまざまな合金には、真空誘導炉が最適な溶解システムです。

次の方法を VIM システムと簡単に組み合わせて、クリーンなメルトを生成できます。
低い漏れ率と脱着率による雰囲気制御
るつぼの内張りとしてより安定した耐火材料の選択
電磁撹拌またはガスパージによる撹拌と均質化
融液とるつぼの反応を最小限に抑えるための正確な温度制御
鋳造プロセス中の適切な脱スラグおよび濾過技術
酸化物をより良く除去するために、適切な洗浄およびタンディッシュ技術を適用します。