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真空感应熔炼炉的发展前景

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真空感应熔炼炉的发展前景

发布日期:2019-12-25 作者:锦州吉瑞特电炉有限公司 点击:

当前,世界上许多国家,特别是发达国家,为了开展空间技术、占领空间范畴、加速完成国防现代化、增强国防士气,不惜斥巨资,力争上游地竞相开发和制造先进的航空、航天、航海设备,如:宇宙飞船、国际空间站、人造卫星、核潜艇、喷气式远程轰炸机、原子能、火箭、导弹等设备。

但是,这些设备对制造它的资料性能请求十分严厉,对所用的钢材、合金、毛坯提出高纯度、高平均性、耐高温、耐高压、抗冲击、抗疲倦等一系列特殊严厉请求,特别是对资料性能的稳定性、分歧性和牢靠性请求十分高。

可是,满足这些请求,已非众所周知的普通冶炼设备所能完成的。为此,冶金工作者们,为了进步和改善宇航设备上的特殊钢和合金的质量和纯度,长期停止研讨和讨论新的熔炼设备和工艺。

真空感应熔炼炉

经过大量的系统的理论和理论研讨,以及从热力学和动力学等方面研讨和讨论冶金过程中的物理化学反响机理,得出的重要结论是:独一可以满足上述请求的工艺就是在真空室内停止宇航资料的冶炼。

这是由于:(1)在真空状态下,可以防止被熔炼金属及合金同非金属夹杂物产生化学反响;(2)在真空状态下,可以肃清液态熔融金属中的有害的可溶解气体和污染物,以进步被熔金属的纯度。

就目前国内外工业程度来看,可以圆满完成冶炼上述资料的设备主要有以下3种,这就是:真空感应熔炼炉、真空自耗电弧炉和电渣重熔炉。即:欲快速开展航天航空工业,鼎力开发这3种冶炼设备及其新工艺。

1真空感应熔炼炉(VIM)

世界上第一台真空感应炉是于1917年在德国降生的,用于熔炼飞机和火箭发起机的引擎。真空感应熔炼炉是真空冶金范畴中应用非常广的设备之一。

事实证明,宇航、导弹、火箭、原子能设备和电子工业所需求的合金和特殊钢,占有相当比例的产品是采用真空感应熔炼炉消费出来的。

例如,镍基、钴基、铁基高温合金采用真空感应熔炼炉工艺熔炼时,其热加工性能和机械性能明显进步。像不锈钢、耐热钢、超高强度钢、工具钢、轴承钢,以及磁性资料、弹性合金、收缩合金等简直均采用真空感应熔炼炉来熔炼,以保证资料性能和质量。

此外,随着二次重熔工艺的开展,真空感应熔炼炉的另一用处是为真空自耗电弧炉或电渣重熔炉提供高质量的自耗电极,以及消费母合金供精细铸造用。

众所周知,真空感应熔炼炉工艺,对金属的凝结、精炼和合金化的整个过程,均是在真空状态下停止的,因此防止了相同气相的互相作用而污染。其次,在真空条件下,碳具有很强的脱氧才能,其脱氧产物CO不时被抽至系统之外,克制了采用金属脱氧剂脱氧的污染问题。

真空感应熔炼炉工艺可准确地控制合金的化学成分,关于含有和氧、氮亲和力强的活性元素Al、Ti、B、Zr等,可控制在很少的范围内对低熔点易挥发的金属杂质,如Pb、Bi、Sn、Sb等能蒸发去除,这对进步资料性能起到重要作用。激烈的感应搅拌作用,能加速其反响速度,这关于熔池温度平均、化学成分平均等方面很有效果。

真空感应熔炼工艺能获得疾速开展,和航空航天工业所需高温合金资料有亲密关系,如宇航、导弹、火箭、原子能等设备所需的高温合金。在未采用真空熔炼办法消费的高温合金,其工作温度普通只要750~810℃;而采用真空熔炼办法消费的高温合金,其工作温度可到达980~1090℃的程度。这主要是由于采用真空感应熔炼炉熔炼的镍基、铁基、钴基高温合金时,降低了间隙元素O2、N2、H2,能肃清非金属夹杂物,以及去除低熔点有害金属杂质,如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te等。

真空感应熔炼炉的设备主要由炉壳、感应器、坩埚、倾炉机构、锭模机构、供电安装,以及水冷系统等组成。炉壳上附设有察看、测温、加料、取样、捣料等安装。炉体外装备有真空系统、供电系统和控制系统等。真空感应熔炼炉有间歇式和半连续式两种,可做成立式或卧式。

真空感应熔炼炉在构造设计上需思索的重要问题是防止真空放电,为此,关于炉壳内的一切带电体都需求经过绝缘处置,并且感应器在构造上应没有尖角、毛刺和锐棱。

综上所述,真空感应熔炼炉具有以下特性:(1)在真空状态下,可以熔炼一些贵重的生动金属,如钛合金等;(2)在真空状态下,可以根绝被熔炼金属和合金,同非金属夹杂物产生化学反响。(3)在真空状态下,可以肃清液态熔融金属中的有害可溶解气体和污染物。

从产品应用上看,主要用于消费宇航、导弹、火箭、原子能和电子工业所需的高温合金、超高强度钢、不锈钢,以及其他特殊用处的合金。



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