חֲדָשׁוֹת

התכת אינדוקציה בוואקום
יציקת ואקום (היתוך אינדוקציה בוואקום - VIM) פותחה לעיבוד של סגסוגות מיוחדות ואקזוטיות, וכתוצאה מכך היא הופכת נפוצה יותר ככל שמשתמשים בחומרים מתקדמים אלה יותר ויותר. VIM פותחה להמסה וליציקה של סגסוגות-על ופלדות בעלות חוזק גבוה, שרבות מהן דורשות עיבוד ואקום מכיוון שהן מכילות יסודות עקשן ותגובתיים כגון Ti, Nb ו-Al. ניתן להשתמש בו גם עבור פלדות אל חלד ומתכות אחרות כאשר מעוניינים בהמסה ראשונית איכותית.

כפי שהשם מרמז, התהליך כולל התכה של מתכת בתנאי ואקום. אינדוקציה אלקטרומגנטית משמשת כמקור אנרגיה להתכת המתכת. התכת אינדוקציה פועלת על ידי השראת זרמי מערבולת חשמליים במתכת. המקור הוא סליל האינדוקציה, הנושא זרם חילופין. זרמי המערבולת מחממים ובסופו של דבר ממיסים את המטען.

התנור מורכב ממעיל פלדה אטום ומקורר מים המסוגל לעמוד בוואקום הנדרש לעיבוד. המתכת מותכת בכור היתוך הנמצא בסליל אינדוקציה מקורר במים, והכבשן מרופד בדרך כלל בחומרי עקשן מתאימים.

מתכות וסגסוגות בעלות זיקה גבוהה לגזים - בפרט חנקן וחמצן - נמסות/מזוקקות לרוב בתנורי אינדוקציה ואקום כדי למנוע זיהום/תגובה עם גזים אלו. לכן, התהליך משמש בדרך כלל לעיבוד חומרים בעלי טוהר גבוה או חומרים בעלי סובלנות הדוקה להרכב הכימי.

ש: מדוע משתמשים בהתכת אינדוקציה בוואקום?

ת: התכת אינדוקציה בוואקום פותחה במקור לעיבוד של סגסוגות מיוחדות ואקזוטיות, וכתוצאה מכך היא הופכת לנפוצה יותר ככל שמשתמשים בחומרים מתקדמים אלה יותר ויותר. הוא אמנם פותח עבור חומרים כגון סגסוגות על, אך ניתן להשתמש בו גם עבור פלדות אל חלד ומתכות אחרות.
איך עושה אתנור אינדוקציה ואקוםעֲבוֹדָה?
החומר נטען לתוך תנור האינדוקציה תחת ואקום וכוח מופעל כדי להמיס את המטען. חיובים נוספים נעשים כדי להביא את נפח המתכת הנוזלית ליכולת ההיתוך הרצויה. המתכת המותכת מזוקקת תחת ואקום והכימיה מותאמת עד להשגת כימיה ההיתוך המדויקת.
מה קורה למתכת בוואקום?
בפרט, רוב המתכות יוצרות שכבת תחמוצת על כל משטח החשוף לאוויר. זה משמש כמגן למניעת הדבקה. בוואקום של החלל, אין אוויר ולכן מתכות לא יוצרות את שכבת ההגנה.

היתרונות של VIM Melting
בהתאם למוצר ולתהליך המתכתי, רמות הוואקום במהלך שלב הזיקוק הן בטווח של 10-1 עד 10-4 mbar. חלק מהיתרונות המטלורגיים של עיבוד ואקום הם:
התכה תחת אטמוספרה נטולת חמצן מגבילה היווצרות של תכלילי תחמוצת לא מתכתיים ומונעת חמצון של יסודות תגובתיים
השגת סובלנות קומפוזיציה ותכולת גזים קרובה מאוד
הסרת יסודות קורט לא רצויים עם לחצי אדים גבוהים
סילוק גזים מומסים - חמצן, מימן, חנקן
התאמה של הרכב סגסוגת מדויק והומוגני וטמפרטורת ההיתוך
התכה בוואקום מבטלת את הצורך בכיסוי סיגים מגן ומקטינה את הפוטנציאל של זיהום סיגים מקרי או תכלילים במטיל
מסיבה זו, פעולות מתכות כגון דה-פוספוריזציה והסרת גופרית מוגבלות. מטלורגיית VIM מכוונת בעיקר לתגובות תלויות לחץ, כגון תגובות של פחמן, חמצן, חנקן ומימן. להסרת יסודות קורט מזיקים ונדיפים, כגון אנטימון, טלוריום, סלניום וביסמוט, בתנורי אינדוקציה ואקום יש חשיבות מעשית ניכרת.

ניטור מדויק של התגובה התלויה בלחץ של עודף פחמן להשלמת הסרת החמצון הוא רק דוגמה אחת לגיוון התהליך תוך שימוש בתהליך VIM לייצור סגסוגות-על. חומרים שאינם סגסוגות-על עוברים שחרור מפחמימות, מפוררים או מזוקקים באופן סלקטיבי בתנורי אינדוקציה ואקום על מנת לעמוד במפרטים ולהבטיח את תכונות החומר. בגלל לחץ האדים הגבוה של רוב יסודות הקורט הבלתי רצויים, ניתן להפחית אותם לרמות נמוכות מאוד על ידי זיקוק במהלך התכת אינדוקציה בוואקום, במיוחד עבור סגסוגות בעלות חוזק גבוה במיוחד בטמפרטורות עבודה גבוהות יותר. עבור סגסוגות שונות שצריכות לעמוד בדרישות האיכות הגבוהות ביותר, תנור אינדוקציה בוואקום הוא מערכת ההיתוך המתאימה ביותר.

ניתן לשלב בקלות את השיטות הבאות עם מערכת VIM כדי לייצר נמסים נקיים:
בקרת אטמוספירה עם קצבי דליפה וספיחה נמוכים
בחירת חומר עקשן יציב יותר לבטנת כור היתוך
ערבוב והומוגניות על ידי ערבוב אלקטרומגנטי או טיהור גז
בקרת טמפרטורה מדויקת כדי למזער את תגובות ההיתוך עם ההיתוך
טכניקות שחרור וסינון מתאימות במהלך תהליך היציקה
יישום של טכניקת כביסה וטונדיש מתאימה להסרת תחמוצת טובה יותר.