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 en conseqüència s'està tornant més comú a mesura que aquests materials avançats s'utilitzen cada cop més. El 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 el Ti, el Nb i l'Al. També es pot utilitzar per a acers inoxidables i altres metalls quan es desitja una fosa inicial d'alta qualitat.

Com el seu nom indica, el procés consisteix a fusionar 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 paràsits elèctrics al metall. La font és la bobina d'inducció, que transporta un corrent altern. Els corrents paràsits escalfen i finalment fonen la càrrega.

El forn consisteix en una camisa d'acer hermètica i refrigerada per aigua capaç de suportar el buit necessari 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 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 en la composició química.

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

A: La fusió per inducció al buit es va desenvolupar originalment per al processament d'aliatges especialitzats i exòtics i, en conseqüència, s'està convertint en una pràctica més habitual a mesura que aquests materials avançats s'utilitzen cada cop més. Tot i que es va desenvolupar per a materials com els superaliatges, també es pot utilitzar per a acers inoxidables i altres metalls.
Com funciona un/aforn d'inducció al buitfeina?
El material es carrega al forn d'inducció al buit i s'aplica energia per fondre la càrrega. Es fan càrregues 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 fusió precisa.
Què li passa al metall en el buit?
En particular, la majoria dels metalls formen una capa d'òxid sobre qualsevol superfície exposada a l'aire. Això actua com un escut per evitar la unió. En el buit de l'espai, no hi ha aire, de manera que els metalls no formarien la capa protectora.

Avantatges de la fusió VIM
Depenent del producte i del procés metal·lúrgic, els nivells de buit durant la fase de refinació es troben en un rang de 10-1 a 10-4 mbar. Alguns dels avantatges metal·lúrgics del processament al buit són:
La fusió en atmosfera sense oxigen limita la formació d'inclusions d'òxids no metàl·lics i evita l'oxidació d'elements reactius.
Assoliment de toleràncies de composició i continguts de gas molt ajustats
Eliminació d'elements traça no desitjats amb altes pressions de vapor
Eliminació de gasos dissolts: oxigen, hidrogen, nitrogen
Ajust de la composició precisa i homogènia de l'aliatge i la temperatura de fusió
La fusió al buit elimina la necessitat d'una coberta protectora d'escòria i disminueix el potencial de contaminació accidental o inclusions d'escòria al lingot.
Per aquest motiu, les operacions metal·lúrgiques com la desfosforació i la dessulfuració són limitades. La metal·lúrgia VIM està dirigida principalment a les reaccions dependents 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, en forns d'inducció al buit té una importància pràctica considerable.

El seguiment exacte de la reacció dependent de la pressió de l'excés de carboni per completar la desoxidació és només un exemple de la versatilitat del procés que utilitza el procés VIM per a la producció de superaliatges. Els materials que no són superaliatges es descarburen, desulfuren o destil·len 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 destil·lació durant la fusió per inducció al buit, especialment per a aliatges amb resistències extremadament altes 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 foses 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 mitjançant agitació electromagnètica o gas de purga
Control exacte de la temperatura per minimitzar les reaccions del gresol amb la fosa
Tècniques adequades de desescoratge i filtratge durant el procés de fosa
Aplicació d'una tècnica adequada de rentat i artesa de trituració per a una millor eliminació d'òxid.