真空感應熔煉在電(dian)磁感應過(guo)程中會產(chan)生渦電(dian)流,使金(jin)(jin)屬熔(rong)化(hua)。此制程(cheng)可用來提煉(lian)高(gao)純度(du)的(de)金(jin)(jin)屬及合金(jin)(jin)。主要包括真(zhen)空感應(ying)爐熔(rong)煉(lian)、懸浮熔(rong)煉(lian)和(he)冷坩堝熔(rong)煉(lian)。由于在真(zhen)空下(xia)熔(rong)煉(lian)容易(yi)將溶于鋼和(he)合金(jin)(jin)中的(de)氮、氫、氧(yang)和(he)碳去除到遠比常壓下(xia)冶煉(lian)為低的(de)水平,同時(shi)對(dui)于在熔(rong)煉(lian)溫度(du)下(xia)蒸氣壓比基體(ti)金(jin)(jin)屬高(gao)的(de)雜(za)質(zhi)元(yuan)素(銅、鋅、鉛(qian)、銻、鉍、錫和(he)砷等)可(ke)通過揮發(fa)去除,而(er)合金(jin)(jin)中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活(huo)性(xing)(xing)元素的成(cheng)分易于控制(zhi)。因(yin)此(ci)經真(zhen)空感應熔(rong)煉的金(jin)(jin)屬材料可(ke)明顯地提高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)、疲勞強度、耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),高(gao)溫蠕變(bian)性(xing)(xing)能(neng)以及磁(ci)性(xing)(xing)合金(jin)(jin)的磁(ci)導率等多種性(xing)(xing)能(neng)。
真(zhen)空感應熔煉的(de)熔煉工藝包(bao) 括(kuo)坩堝的(de)選擇(ze)與(yu)制備(bei)(bei),爐料準備(bei)(bei),熔化和(he)精煉(lian)以及澆注(zhu)等。坩堝的(de)選擇(ze)與(yu)制備(bei)(bei)
坩(gan)(gan)堝的(de)壽(shou)命和坩(gan)(gan)堝與(yu)液態金屬相互作用直接(jie)影響設(she)備的(de)生產率和金屬成(cheng)品的(de)質量。通常小爐選用預制坩(gan)(gan)堝;較大(da)熔煉爐(>250kg)采用打結法(fa)制備坩堝較為經濟。用得最廣泛地(di)是不同純度的氧化(hua)(hua)鋁和(he)氧化(hua)(hua)鎂為基的耐火材(cai)料,選用何種耐火材(cai)料取決于被熔合金的化(hua)(hua)學性質(zhi)。對熔點較低(di)而又不與(yu)碳(tan)反應的金屬(shu),如(ru)鈾與(yu)銅(tong),可選用石墨坩堝;對含化(hua)學活性(xing)多的(de)(de)合金則可(ke)選用氧(yang)化(hua)鈣或(huo)氧(yang)化(hua)釔穩定化(hua)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鋯耐火(huo)材料。20世紀80年代真空(kong)感應(ying)爐的坩(gan)(gan)堝(guo)材料有了重要發展,用水(shui)冷銅片鑲制坩(gan)(gan)堝(guo)可(ke)徹(che)底免除坩(gan)(gan)堝(guo)與金屬(shu)液間(jian)反(fan)應(ying),從(cong)而可(ke)用真空(kong)感應(ying)爐熔煉鈦、鋯(gao)等活性金屬(shu);用預(yu)制(zhi)氧化鈣坩堝可大大提高熔煉金屬的質量。

爐料準備
真空(kong)感應熔煉用(yong)的(de)(de)原材料需經仔細(xi)化(hua)驗和選擇,如(ru)對在真空(kong)中(zhong)不易去(qu)除的(de)(de)磷與硫的(de)(de)含(han)量加(jia)以限(xian)制;經過熔煉(lian)雖然可(ke)以脫除原(yuan)(yuan)料中含有的氧與氮等氣體,但寧肯花稍高的價格(ge)買低雜質含量的原(yuan)(yuan)料,從而節省真空感應凈化所需時間;同理,在使用返回料時必須(xu)清除氧化皮、油、脂(zhi)及(ji)其(qi)他易揮發污物。
熔化(hua)與精煉
在第一批裝料中含(han)有全部非活(huo)性(xing)合金元素,同(tong)時(shi)希(xi)望(wang)有一定(ding)量的碳,這樣(yang)在料熔化時(shi)碳可以充分脫氧,又起(qi)攪拌作用;相反在煉制超低碳合金(jin)時則(ze)配有過量氧(yang)以便在熔(rong)(rong)化期充分(fen)脫碳。熔(rong)(rong)化期要避免(mian)激烈沸騰(teng)(teng)造成金(jin)屬液(ye)(ye)強烈噴濺損失(shi),必要時在熔(rong)(rong)化期通(tong)入(ru)一定壓力的氬氣以抑止金(jin)屬液(ye)(ye)沸騰(teng)(teng)。在精煉期應(ying)注意熔(rong)(rong)池得到充分(fen)攪拌(ban)以利于金(jin)屬液(ye)(ye)成分(fen)均勻和各種冶金(jin)反應(ying)的進行;精煉期溫(wen)度應(ying)選(xuan)擇適(shi)當,溫(wen)度高(gao)有利(li)(li)于(yu)提高(gao)反應(ying)速度,但溫(wen)度過高(gao)會由于(yu)金屬液與坩堝材料反應(ying)加速,從而導致金屬液含氧(yang)量增高(gao)等不利(li)(li)影響;精(jing)煉期真空(kong)度應(ying)達到抽氣設備實際的(de)最高(gao)值,通常在(zai)1.33~0.13 N/m(之間,以發揮(hui)真空冶(ye)煉的優勢,只(zhi)有在煉制(zhi)需要加入易揮(hui)發合金元(yuan)素時才通入氬氣(qi)阻(zu)止揮(hui)發損失;一般活性(xing)合金(jin)組元在金(jin)屬液(ye)充分脫氧后加入(ru),然后調整熔池(chi)溫度(du)準(zhun)備澆注。
澆(jiao)注
澆注(zhu)工藝(yi)直接影響產品(pin)質量。首先(xian)是準確控制澆注(zhu)溫度,選擇澆注(zhu)溫度應使金屬液具有良好流動(dong)性,但(dan)不要使金屬液過熱導(dao)致燒傷模(mo)壁及冷凝產生的(de)(de)二次夾(jia)雜(za)增多等缺點。其次采取措施防(fang)止(zhi)浮渣等進入(ru)鑄模(mo),使用帶擋渣板的(de)(de)導(dao)流槽能得到(dao)良好效果;80年代研(yan)制(zhi)出的各種泡沫陶瓷過濾器(qi),對高溫(wen)合金(jin)起到(dao)明顯減(jian)小(xiao)夾(jia)雜的凈化效果(guo)。為了填充鑄錠縮孔,可使用(yong)發熱保溫(wen)帽、絕(jue)熱保溫(wen)帽、電弧加(jia)熱和感應(ying)加(jia)熱等辦法。