Notícies

Fusió per inducció al buit
La fosa al buit (fusió per inducció al buit - VIM) es va desenvolupar per al processament d'aliatges especialitzats i exòtics i, per tant, s'està tornant més habitual a mesura que s'utilitzen cada cop més aquests materials avançats. VIM es va desenvolupar per fondre i colar superaliatges i acers d'alta resistència, molts dels quals requereixen processament al buit perquè contenen elements refractaris i reactius com ara Ti, Nb i Al. També es pot utilitzar per a acers inoxidables i altres metalls quan es desitja una fusió inicial d'alta qualitat.

Com el seu nom indica, el procés implica la fusió d'un metall en condicions de buit. La inducció electromagnètica s'utilitza com a font d'energia per fondre el metall. La fusió per inducció funciona induint corrents de Foucault elèctrics al metall. La font és la bobina d'inducció, que transporta un corrent altern. Els corrents de Foucault s'escalfen i, finalment, fonen la càrrega.

El forn consta d'una camisa d'acer hermètica i refrigerada per aigua capaç de suportar el buit requerit per al processament. El metall es fon en un gresol allotjat en una bobina d'inducció refrigerada per aigua, i el forn normalment està revestit amb refractaris adequats.

Els metalls i els aliatges que tenen una alta afinitat pels gasos, en particular el nitrogen i l'oxigen, sovint es fonen/refinen en forns d'inducció al buit per evitar la contaminació/reacció amb aquests gasos. Per tant, el procés s'utilitza generalment per al processament de materials d'alta puresa o materials amb toleràncies estrictes sobre la composició química.

P: Per què s'utilitza la fusió per inducció al buit?

R: La fusió per inducció al buit es va desenvolupar originalment per al processament d'aliatges especialitzats i exòtics i, per tant, s'està convertint en més habitual a mesura que s'utilitzen cada cop més aquests materials avançats. Tot i que es va desenvolupar per a materials com els superaliatges, també es pot utilitzar per a acers inoxidables i altres metalls.
Com fa aforn d'inducció al buittreballar?
El material es carrega al forn d'inducció al buit i s'aplica energia per fondre la càrrega. Es fan càrrecs addicionals per portar el volum de metall líquid a la capacitat de fusió desitjada. El metall fos es refina al buit i la química s'ajusta fins que s'aconsegueix la química de fosa precisa.
Què li passa al metall al buit?
En particular, la majoria dels metalls formen una capa d'òxid a qualsevol superfície que estigui exposada a l'aire. Això actua com un escut per evitar l'enllaç. En el buit de l'espai, no hi ha aire, de manera que els metalls no formarien la capa protectora.

Avantatges de VIM Melting
Depenent del producte i del procés metal·lúrgic, els nivells de buit durant la fase de refinament es troben en un rang de 10-1 a 10-4 mbar. Alguns dels avantatges metal·lúrgics del processament al buit són:
La fusió sota una atmosfera lliure d'oxigen limita la formació d'inclusions d'òxids no metàl·lics i evita l'oxidació dels elements reactius.
Assoliment de toleràncies compositives i continguts de gas molt propers
Eliminació d'oligoelements no desitjats amb altes pressions de vapor
Eliminació de gasos dissolts: oxigen, hidrogen, nitrogen
Ajust de composició d'aliatge i temperatura de fusió precisa i homogènia
La fusió al buit elimina la necessitat d'una coberta protectora d'escòria i disminueix el potencial de contaminació accidental d'escòries o inclusions al lingot.
Per aquest motiu, les operacions metal·lúrgiques com la desfosforització i la desulfuració són limitades. La metal·lúrgia VIM està dirigida principalment a les reaccions que depenen de la pressió, com ara les reaccions de carboni, oxigen, nitrogen i hidrogen. L'eliminació d'elements traça nocius i volàtils, com ara l'antimoni, el tel·luri, el seleni i el bismut, als forns d'inducció al buit té una importància pràctica considerable.

El seguiment exacte de la reacció depenent de la pressió de l'excés de carboni per completar la desoxidació és només un exemple de versatilitat del procés utilitzant el procés VIM per a la producció de superaliatges. Els materials diferents dels superaliatges són descarburats, desulfurats o destil·lats selectivament en forns d'inducció al buit per tal de complir les especificacions i garantir les propietats del material. A causa de l'alta pressió de vapor de la majoria dels oligoelements indesitjables, es poden reduir a nivells molt baixos mitjançant la destil·lació durant la fusió per inducció al buit, especialment per als aliatges amb resistència extremadament alta a temperatures de funcionament més altes. Per a diversos aliatges que han de complir els requisits de qualitat més alts, el forn d'inducció al buit és el sistema de fusió més adequat.

Els mètodes següents es poden combinar fàcilment amb el sistema VIM per produir fundes netes:
Control de l'atmosfera amb baixes taxes de fuites i desorció
Selecció d'un material refractari més estable per al revestiment del gresol
Agitació i homogeneïtzació per agitació electromagnètica o gas de purga
Control exacte de la temperatura per minimitzar les reaccions del gresol amb la massa fosa
Tècniques adequades d'escortejat i filtrat durant el procés de fosa
Aplicació d'una tècnica adequada de rentat i escorxador per a una millor eliminació d'òxids.