Войти
Вакуумный дуговый переплав (VAR ) - это вторичный процесс плавления для производства металлических слитков с повышенной химической и механической однородностью для применений с высокими требованиями. Процесс VAR произвел революцию в отрасли специальных традиционных металлургических технологий и сделал возможным использование невероятно контролируемых материалов в биомедицинской, авиационной и аэрокосмической областях.
VAR наиболее часто используется в приложениях с высокой стоимостью. По сути, это дополнительный этап обработки для улучшения качества металла. Поскольку это требует больших затрат времени и средств, в большинстве коммерческих сплавов этот процесс не используется. Никель, титан и специальные стали - это материалы, которые чаще всего обрабатываются этим методом. Традиционный путь производства титановых сплавов включает одинарную, двойную или даже тройную обработку VAR. Использование этого метода по сравнению с традиционными методами дает несколько преимуществ:
Сплав для VAR формуют в цилиндр, как правило, вакуумной индукционной плавкой (VIM) или рафинированием в ковше (расплав на воздухе). Этот цилиндр, называемый электродом, затем помещают в большой цилиндрический закрытый тигель и доводят до металлургического вакуума (0,001–0,1 мм рт. Ст. Или 0,1–13,3 Па). На дне тигля находится небольшое количество сплава, подлежащего переплавке, к которому приближается верхний электрод перед началом плавления. Несколько килоампер тока постоянного тока используются для зажигания дуги между двумя деталями, и отсюда происходит непрерывное плавление. тигель (обычно изготовленный из меди ) окружен водяной рубашкой, используемой для охлаждения расплава и контроля скорости затвердевания. Чтобы предотвратить искрение между электродом и боковыми стенками тигля, диаметр тигля больше диаметра электрода. В результате электрод необходимо опускать, так как его расходует расплав. Контроль тока, охлаждающей воды и межэлектродного зазора важен для эффективного управления процессом и производства бездефектного материала.
В идеале скорость плавления остается постоянной на протяжении всего технологического цикла, но мониторинг и управление процессом вакуумно-дугового переплава непросто. Это связано с тем, что происходит очень сложная теплопередача, включая теплопроводность, излучение, конвекцию (в жидком металле) и адвекцию (вызванную Силой Лоренца ). Обеспечение согласованности процесса плавления с точки зрения геометрии ванны и скорости плавления имеет решающее значение для обеспечения наилучших возможных свойств сплава.
Процесс VAR используется для многих различных материалов, однако в некоторых приложениях почти всегда используется материал, прошедший VAR-обработку. Список материалов, которые могут быть обработаны VAR, включает:
Обратите внимание, что чистый титан и большинство титановых сплавов подвергаются двойной или тройной VAR-обработке. Суперсплавы на основе никеля для аэрокосмической промышленности обычно обрабатываются методом VAR. Сплавы циркония и ниобия, используемые в атомной промышленности, обычно подвергаются VAR-обработке. Чистая платина, тантал и родий могут подвергаться VAR-обработке.
