Fréttir

Tómarúmsbræðsla
Lofttæmissteypa (lofttæmisbræðsla – VIM) var þróuð til vinnslu sérhæfðra og framandi málmblanda og er því að verða algengari eftir því sem þessi háþróuðu efni eru sífellt meira notuð. VIM var þróað til að bræða og steypa ofurmálmblöndur og hástyrkt stál, sem mörg hver þurfa lofttæmisvinnslu vegna þess að þau innihalda eldföst og hvarfgjörn frumefni eins og títan, níatan og ál. Það er einnig hægt að nota fyrir ryðfrítt stál og aðra málma þegar æskilegt er að bræða í upphafi með hágæða bræðslu.

Eins og nafnið gefur til kynna felst ferlið í því að bræða málm í lofttæmi. Rafsegulfræðileg örvun er notuð sem orkugjafi til að bræða málminn. Örvunarbræðsla virkar með því að framkalla rafstrauma í málminum. Uppsprettan er rafspóla sem ber riðstraum. Irðstraumarnir hita og bræða að lokum hleðsluna.

Ofninn er úr loftþéttri, vatnskældri stálhlíf sem þolir lofttæmi sem krafist er við vinnslu. Málmurinn er bræddur í deiglu sem er í vatnskældri spanspólu og ofninn er yfirleitt fóðraður með viðeigandi eldföstum efnum.

Málmar og málmblöndur sem hafa mikla sækni í lofttegundir – einkum köfnunarefni og súrefni – eru oft bræddar/hreinsaðar í lofttæmisofnum til að koma í veg fyrir mengun/hvarf við þessar lofttegundir. Því er ferlið almennt notað til vinnslu á efnum með mikla hreinleika eða efnum með þröngum vikmörkum varðandi efnasamsetningu.

Sp.: Af hverju er notað lofttæmisbræðsla?

A: Lofttæmisbræðsla var upphaflega þróuð til vinnslu sérhæfðra og framandi málmblöndu og er því að verða algengari eftir því sem þessi háþróuðu efni eru sífellt meira notuð. Þó að hún hafi verið þróuð fyrir efni eins og ofurmálmblöndur, er hún einnig hægt að nota fyrir ryðfrítt stál og aðra málma.
Hvernig virkartómarúmsörvunarofnvinna?
Efni er sett í spanofninn undir lofttæmi og kraftur er settur á til að bræða hleðsluna. Viðbótarhleðslur eru settar á til að ná æskilegri bræðslugetu fljótandi málmsins. Bræddi málmurinn er hreinsaður undir lofttæmi og efnasamsetningin stillt þar til nákvæm bræðsluefnasamsetning er náð.
Hvað gerist við málm í lofttæmi?
Sérstaklega mynda flestir málmar oxíðlag á hvaða yfirborði sem er sem kemst í snertingu við loft. Þetta virkar sem skjöldur til að koma í veg fyrir tengingu. Í lofttæmi geimsins er ekkert loft svo málmar mynda ekki verndarlagið.

Kostir VIM-bræðslu
Eftir því hvaða vöru um er að ræða og hvaða málmvinnsluferli er um að ræða er lofttæmi á meðan á hreinsun stendur á bilinu 10⁻⁹ til 10⁻⁴ mbar. Sumir af kostum lofttæmisvinnslu í málmvinnslu eru:
Bráðnun í súrefnislausu andrúmslofti takmarkar myndun ómálmkenndra oxíðinnfellinga og kemur í veg fyrir oxun hvarfgjarnra frumefna.
Ná mjög nánum vikmörkum hvað varðar samsetningu og gasinnihald
Fjarlæging óæskilegra snefilefna með miklum gufuþrýstingi
Fjarlæging uppleystra lofttegunda – súrefnis, vetnis, köfnunarefnis
Aðlögun nákvæmrar og einsleitrar málmblöndusamsetningar og bræðsluhita
Bræðsla í lofttæmi útrýmir þörfinni fyrir verndandi gjallhjúp og dregur úr líkum á óvart mengun gjalls eða innfellingum í gjallstönginni.
Af þessari ástæðu eru málmvinnsluaðgerðir eins og affosfórun og brennisteinshreinsun takmarkaðar. VIM málmvinnsla beinist fyrst og fremst að þrýstingsháðum efnahvörfum, svo sem efnahvörfum kolefnis, súrefnis, köfnunarefnis og vetnis. Fjarlæging skaðlegra, rokgjörna snefilefna, svo sem antimons, tellúrs, selens og bismúts, í lofttæmisofnum er af mikilli hagnýtri þýðingu.

Nákvæm eftirlit með þrýstingsháðri viðbrögðum umframkolefnis til að ljúka afoxuninni er aðeins eitt dæmi um fjölhæfni í ferlum með því að nota VIM-ferlið til framleiðslu á ofurmálmblöndum. Önnur efni en ofurmálmblöndum eru afkolefnis-, brennisteins- eða eimuð sértækt í lofttæmisofnum til að uppfylla forskriftir og tryggja efniseiginleika. Vegna mikils gufuþrýstings flestra óæskilegra snefilefna er hægt að minnka þau niður í mjög lágt gildi með eimingu við lofttæmisbræðslu, sérstaklega fyrir málmblöndur með mjög mikinn styrk við hærra rekstrarhitastig. Fyrir ýmsar málmblöndur sem verða að uppfylla ströngustu gæðakröfur er lofttæmisofninn hentugasta bræðslukerfið.

Eftirfarandi aðferðir má auðveldlega sameina VIM kerfinu til að framleiða hreint bráðið efni:
Lofthjúpsstýring með lágum leka- og frásogshraða
Val á stöðugra eldföstu efni fyrir fóður í deiglum
Hræring og einsleitni með rafsegulfræðilegri hræringu eða gashreinsun
Nákvæm hitastýring til að lágmarka viðbrögð deiglunnar við bráðið
Hentar aðferðir til að fjarlægja gjall og sía við steypuferlið
Notkun viðeigandi þvotta- og gámatækni til að fjarlægja oxíð betur.