什么是真空感應(yīng)熔煉爐

真空感應(yīng)熔煉在電磁感應(yīng)過程中會產(chǎn)生渦電流，使金屬熔化。此制程可用來提煉高純度的金屬及合金。主要包括真空感應(yīng)爐熔煉、懸浮熔煉和冷坩堝熔煉。由于在真空下熔煉容易將溶于鋼和合金中的氮、氫、氧和碳去除到遠(yuǎn)比常壓下冶煉為低的水平，同時(shí)對于在熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元素(銅、鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等)可通過揮發(fā)去除，而合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活性元素的成分易于控制。因此經(jīng)真空感應(yīng)熔煉的金屬材料可明顯地提高韌性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性能，高溫蠕變性能以及磁性合金的磁導(dǎo)率等多種性能。

真空感應(yīng)熔煉的熔煉工藝包 括坩堝的選擇與制備，爐料準(zhǔn)備，熔化和精煉以及澆注等。坩堝的選擇與制備

坩堝的壽命和坩堝與液態(tài)金屬相互作用直接影響設(shè)備的生產(chǎn)率和金屬成品的質(zhì)量。通常小爐選用預(yù)制坩堝;較大熔煉爐(>250kg)采用打結(jié)法制備坩堝較為經(jīng)濟(jì)。用得最廣泛地是不同純度的氧化鋁和氧化鎂為基的耐火材料，選用何種耐火材料取決于被熔合金的化學(xué)性質(zhì)。對熔點(diǎn)較低而又不與碳反應(yīng)的金屬，如鈾與銅，可選用石墨坩堝;對含化學(xué)活性多的合金則可選用氧化鈣或氧化釔穩(wěn)定化的氧化鋯耐火材料。20世紀(jì)80年代真空感應(yīng)爐的坩堝材料有了重要發(fā)展，用水冷銅片鑲制坩堝可徹底免除坩堝與金屬液間反應(yīng)，從而可用真空感應(yīng)爐熔煉鈦、鋯等活性金屬;用預(yù)制氧化鈣坩堝可大大提高熔煉金屬的質(zhì)量。

爐料準(zhǔn)備

真空感應(yīng)熔煉用的原材料需經(jīng)仔細(xì)化驗(yàn)和選擇，如對在真空中不易去除的磷與硫的含量加以限制;經(jīng)過熔煉雖然可以脫除原料中含有的氧與氮等氣體，但寧肯花稍高的價(jià)格買低雜質(zhì)含量的原料，從而節(jié)省真空感應(yīng)凈化所需時(shí)間;同理，在使用返回料時(shí)必須清除氧化皮、油、脂及其他易揮發(fā)污物。

熔化與精煉

在第一批裝料中含有全部非活性合金元素，同時(shí)希望有一定量的碳，這樣在料熔化時(shí)碳可以充分脫氧，又起攪拌作用;相反在煉制超低碳合金時(shí)則配有過量氧以便在熔化期充分脫碳。熔化期要避免激烈沸騰造成金屬液強(qiáng)烈噴濺損失，必要時(shí)在熔化期通入一定壓力的氬氣以抑止金屬液沸騰。在精煉期應(yīng)注意熔池得到充分?jǐn)嚢枰岳诮饘僖撼煞志鶆蚝透鞣N冶金反應(yīng)的進(jìn)行;精煉期溫度應(yīng)選擇適當(dāng)，溫度高有利于提高反應(yīng)速度，但溫度過高會由于金屬液與坩堝材料反應(yīng)加速，從而導(dǎo)致金屬液含氧量增高等不利影響;精煉期真空度應(yīng)達(dá)到抽氣設(shè)備實(shí)際的最高值，通常在1.33～0.13 N/m(之間，以發(fā)揮真空冶煉的優(yōu)勢，只有在煉制需要加入易揮發(fā)合金元素時(shí)才通入氬氣阻止揮發(fā)損失;一般活性合金組元在金屬液充分脫氧后加入，然后調(diào)整熔池溫度準(zhǔn)備澆注。

澆注

澆注工藝直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。首先是準(zhǔn)確控制澆注溫度，選擇澆注溫度應(yīng)使金屬液具有良好流動性，但不要使金屬液過熱導(dǎo)致燒傷模壁及冷凝產(chǎn)生的二次夾雜增多等缺點(diǎn)。其次采取措施防止浮渣等進(jìn)入鑄模，使用帶擋渣板的導(dǎo)流槽能得到良好效果;80年代研制出的各種泡沫陶瓷過濾器，對高溫合金起到明顯減小夾雜的凈化效果。為了填充鑄錠縮孔，可使用發(fā)熱保溫帽、絕熱保溫帽、電弧加熱和感應(yīng)加熱等辦法。