Вакуумно-дуговой переплав (ВДП) - это метод вторичной плавки, используемый в основном для очистки и рафинирования высокоценных сплавов, таких как нержавеющая сталь, сплавы на основе никеля и титана. Этот процесс включает постепенное расплавление исходного электрода в условиях вакуума с помощью электрической дуги с последующим контролируемым затвердеванием расплавленного металла для получения высококачественного слитка.
Подробное объяснение:
-
Обзор процесса:
-
Процесс VAR начинается со стартового электрода, который обычно отливается в ходе предыдущего производственного процесса. Этот электрод помещается в вакуумную печь, где он подвергается воздействию электрической дуги, создаваемой постоянным током (DC). Интенсивное тепло от дуги расплавляет нижнюю часть электрода, в результате чего образуются капли, которые падают в расплавленный бассейн внизу. Этот бассейн непрерывно застывает в охлаждаемом водой кристаллизаторе, образуя конечный слиток.Механизм очистки:
-
Вакуумная среда играет решающую роль в очистке металла. В вакууме элементы с высоким давлением пара, такие как Pb, Sn, Bi, Te, As и Cu, испаряются, тем самым снижая их концентрацию в сплаве. Кроме того, оксидные включения низкой плотности переносятся каплями к ободу затвердевания у поверхности формы, эффективно разделяя примеси.
-
Физико-химические реакции:
-
Когда расплавленные капли проходят через зону дуги, температура которой может достигать 5000 К, и затем застывают в медной пресс-форме с водяным охлаждением, происходит ряд физических и химических реакций. Эти реакции рафинируют металл, улучшая его чистоту и кристаллическую структуру. По сути, процесс использует тепловую энергию дуги постоянного тока для повторного плавления металла в вакууме и его затвердевания в слитке, тем самым повышая его качество.Области применения и промышленное использование:
Процесс VAR был впервые коммерчески использован в 1950-х годах для аэрокосмической промышленности и с тех пор стал применяться для широкого спектра специальных сталей и суперсплавов. Он особенно важен в отраслях, требующих высокой чистоты и производительности материала, таких как аэрокосмическая, энергетическая и атомная промышленность. Этот процесс развивался в соответствии с растущими требованиями к исключительным свойствам материалов и часто сочетается с другими методами плавки для достижения более высоких уровней производительности.
