ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ความต้องการของผู้คนในการใช้ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลเริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ และสภาพแวดล้อมการใช้งานที่รุนแรงมากขึ้นก็ทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับการทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อความล้า และคุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุโลหะ . 

สำหรับโลหะหรือวัสดุโลหะผสมบางชนิด ไม่ว่าจะเป็นการทดสอบ R&D ในระยะเริ่มต้นหรือการผลิตจำนวนมากในระยะต่อมาและนำไปใช้งาน การวิจัยหรือเพื่อให้ได้วัสดุโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพสูงจำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากอุปกรณ์ถลุงโลหะ อุปกรณ์บำบัดความร้อนที่พื้นผิว ฯลฯ วิธีการทำความร้อนหรือการหลอมแบบพิเศษมากมาย เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำใช้ในการหลอมและเตรียมวัสดุที่เป็นโลหะ หรือการเผาผนึกและอบชุบด้วยความร้อนในกระบวนการบางอย่าง ซึ่งมีบทบาทสำคัญ

บทความนี้จะแนะนำขั้นตอนการพัฒนาเทคโนโลยีการถลุงแร่แบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำในโอกาสต่างๆ ตามโครงสร้างของเตาแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสีย มองไปข้างหน้าถึงทิศทางการพัฒนาในอนาคตของเตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศ อธิบายแนวโน้มการพัฒนา การพัฒนาและความคืบหน้าของเตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการปรับปรุงโครงสร้างโดยรวมของอุปกรณ์ทีละน้อย แนวโน้มที่ชัดเจนมากขึ้นของการทำให้เป็นโมดูล และระบบควบคุมที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น

1. เทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศ

1.1 หลักการ

__kindeditor_temp_url__เทคโนโลยีการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำมักจะหมายถึงเทคโนโลยีที่ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ได้กระแสเหนี่ยวนำสำหรับวัสดุที่มีความไวต่อแม่เหล็กที่ดีกว่า เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการให้ความร้อนภายใต้สภาวะสุญญากาศ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าที่ล้อมรอบวัสดุโลหะที่ความถี่หนึ่ง กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงจะสร้างสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ ซึ่งทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในโลหะและสร้างความร้อนจำนวนมากเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุ เมื่อความร้อนค่อนข้างต่ำ สามารถใช้ในการบำบัดความร้อนแบบเหนี่ยวนำสุญญากาศและกระบวนการอื่นๆ เมื่อความร้อนสูง ความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพียงพอที่จะหลอมโลหะและนำไปใช้ในการเตรียมวัสดุที่เป็นโลหะหรือโลหะผสม

1.2 แอปพลิเคชัน

1.2.1 การหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศ

ปัจจุบันเทคโนโลยีการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศเป็นเทคโนโลยีการทำความร้อนเหนี่ยวนำที่มีประสิทธิภาพ เร็วที่สุด ใช้พลังงานต่ำ ประหยัดพลังงาน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับวัสดุโลหะที่ให้ความร้อน เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้เป็นหลักในเตาหลอมเหนี่ยวนำและอุปกรณ์อื่นๆ และมีการใช้งานที่หลากหลาย วัตถุดิบที่เป็นโลหะแข็งจะอยู่ในเบ้าหลอมที่พันด้วยขดลวด เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดเหนี่ยวนำ จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและกระแสไหลวนจะถูกสร้างขึ้นภายในประจุโลหะ เมื่อความร้อนในปัจจุบันมากกว่าอัตราการกระจายความร้อนของประจุโลหะ ความร้อนจะสะสมมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อถึงระดับหนึ่ง โลหะจะหลอมจากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการหลอมโลหะ ในกระบวนการนี้ เนื่องจากกระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมแบบสุญญากาศ การกำจัดสิ่งเจือปนของก๊าซภายในโลหะจึงเป็นประโยชน์ และวัสดุโลหะผสมที่ได้รับจะบริสุทธิ์กว่า ในเวลาเดียวกัน ในระหว่างกระบวนการถลุง โดยการควบคุมสภาพแวดล้อมสูญญากาศและความร้อนเหนี่ยวนำ อุณหภูมิการหลอมสามารถปรับเปลี่ยนได้ และโลหะผสมสามารถเสริมในเวลาเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการกลั่น ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว เนื่องจากลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำ วัสดุโลหะเหลวภายในถ้วยใส่ตัวอย่างสามารถถูกกวนโดยอัตโนมัติเนื่องจากการโต้ตอบของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อทำให้องค์ประกอบมีความสม่ำเสมอมากขึ้น นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำ

เมื่อเทียบกับการถลุงแบบดั้งเดิม การถลุงแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศมีข้อดีอย่างมากเนื่องจากการประหยัดพลังงาน การปกป้องสิ่งแวดล้อม สภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีสำหรับคนงาน และความเข้มของแรงงานต่ำ ด้วยการใช้เทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำ วัสดุโลหะผสมขั้นสุดท้ายจะมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า และสัดส่วนของโลหะผสมที่เพิ่มเข้าไปนั้นเหมาะสมกว่า ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการสำหรับคุณสมบัติของวัสดุได้ดียิ่งขึ้น

เทคโนโลยีการถลุงแร่แบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศถูกนำมาใช้ในวงกว้าง ตั้งแต่เตาแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดหลายกิโลกรัมสำหรับการวิจัยเชิงทดลอง ไปจนถึงเตาหลอมเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ที่มีกำลังการผลิตหลายสิบตันสำหรับการผลิตจริง เนื่องจากเทคโนโลยีการทำงานที่เรียบง่าย กระบวนการหลอมจึงง่ายต่อการควบคุมและอุณหภูมิหลอมเหลวนั้นรวดเร็ว , โลหะที่หลอมเหลวมีข้อดีขององค์ประกอบที่สม่ำเสมอ และมีแนวโน้มในการใช้งานที่ยอดเยี่ยม และได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

1.2.2 การเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำสุญญากาศ

การเผาผนึกด้วยสุญญากาศหมายถึงการเผาผนึกโลหะ โลหะผสม หรือผงผสมโลหะลงในผลิตภัณฑ์โลหะและช่องว่างของโลหะที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวในสภาพแวดล้อมที่มีระดับสุญญากาศ (10-10-3Pa) การเผาผนึกภายใต้สภาวะสุญญากาศ ไม่มีปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับก๊าซ และไม่มีอิทธิพลของก๊าซที่ดูดซับ ไม่เพียงแต่เอฟเฟกต์การทำให้หนาแน่นขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทในการทำให้บริสุทธิ์และลดลง ลดอุณหภูมิการเผาผนึก และอัตราส่วนของการเผาที่อุณหภูมิห้องสามารถลดลงได้ 100 ℃～150℃ ประหยัดพลังงาน ปรับปรุง อายุการใช้งานของเตาเผาผนึกและได้รับผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง

สำหรับวัสดุบางชนิด จำเป็นต้องตระหนักถึงพันธะระหว่างอนุภาคผ่านการถ่ายโอนอะตอมผ่านการให้ความร้อน และเทคโนโลยีการเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำมีบทบาทในการให้ความร้อนในกระบวนการนี้ ข้อดีของการเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำสุญญากาศคือช่วยลดสารที่เป็นอันตราย (ไอน้ำ ออกซิเจน ไนโตรเจน และสิ่งเจือปนอื่นๆ) ในบรรยากาศภายใต้สภาวะสุญญากาศ และหลีกเลี่ยงชุดของปฏิกิริยา เช่น การแยกคาร์บอนออก ไนไตรดิ้ง คาร์บูไรซิ่ง รีดักชัน และออกซิเดชัน . ในระหว่างกระบวนการ ปริมาณของก๊าซในรูพรุนจะลดลง และปฏิกิริยาเคมีของโมเลกุลของก๊าซจะลดลง ในเวลาเดียวกัน ฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของวัสดุจะถูกลบออกก่อนที่วัสดุจะปรากฏในสถานะของเหลว เพื่อให้วัสดุถูกยึดติดอย่างแน่นหนามากขึ้นเมื่อวัสดุถูกหลอมและยึดติด และความต้านทานการสึกหรอของวัสดุดีขึ้น ความแข็งแกร่ง. นอกจากนี้ การเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศยังมีผลต่อการลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

เนื่องจากสภาพแวดล้อมสูญญากาศมีปริมาณก๊าซค่อนข้างต่ำ จึงมองข้ามการพาความร้อนและการนำความร้อนได้ ความร้อนส่วนใหญ่ถ่ายเทจากส่วนประกอบความร้อนไปยังพื้นผิวของวัสดุในรูปของรังสี การเลือกจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเผาผนึกจำเพาะและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุ ส่วนประกอบความร้อนที่เหมาะสมก็มีความสำคัญเช่นกัน เมื่อเทียบกับการทำความร้อนด้วยความต้านทานแบบสุญญากาศ การเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำจะใช้การให้ความร้อนด้วยพลังงานความถี่ปานกลาง ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาฉนวนกันความร้อนที่อุณหภูมิสูงของเตาสุญญากาศที่ใช้การทำความร้อนด้วยความต้านทานได้ในระดับหนึ่ง

ปัจจุบันเทคโนโลยีการเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำส่วนใหญ่จะใช้ในด้านเหล็กและโลหะวิทยา นอกจากนี้ สำหรับวัสดุเซรามิกชนิดพิเศษ การเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำช่วยเพิ่มการยึดติดของอนุภาคของแข็ง ช่วยให้เกรนคริสตัลเติบโต บีบอัดช่องว่าง และเพิ่มความหนาแน่นเพื่อสร้างตัวเผาผนึกโพลีคริสตัลลีนที่มีความหนาแน่นสูง เทคโนโลยีการเผาผนึกแบบเหนี่ยวนำยังถูกใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้นในการวิจัยวัสดุใหม่

1.2.3, การรักษาความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศ

ปัจจุบันควรมีเทคโนโลยีการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำมากขึ้นโดยเน้นที่เทคโนโลยีการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำเป็นหลัก ใส่ชิ้นงานเข้าไปในตัวเหนี่ยวนำ (ขดลวด) เมื่อกระแสสลับของความถี่หนึ่งผ่านตัวเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกสร้างขึ้นรอบๆ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับทำให้เกิดกระแสน้ำวนแบบปิดในชิ้นงาน เนื่องจากผลกระทบของผิว กล่าวคือ การกระจายของกระแสเหนี่ยวนำบนหน้าตัดของชิ้นงานไม่สม่ำเสมอมาก ความหนาแน่นกระแสบนพื้นผิวของชิ้นงานจะสูงมาก และค่อยๆ ลดลงภายใน

พลังงานไฟฟ้าของกระแสความหนาแน่นสูงบนพื้นผิวของชิ้นงานจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของพื้นผิว กล่าวคือ ทำให้เกิดความร้อนที่พื้นผิว ยิ่งความถี่กระแสไฟสูงเท่าใด ความหนาแน่นกระแสไฟที่ต่างกันระหว่างพื้นผิวและภายในของชิ้นงานก็จะยิ่งมากขึ้น และชั้นความร้อนยิ่งบางลงเท่านั้น หลังจากที่อุณหภูมิของชั้นความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิจุดวิกฤตของเหล็กแล้ว เหล็กจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้เกิดการชุบผิว สามารถทราบได้จากหลักการของการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำว่าความลึกการเจาะของกระแสสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างเหมาะสมโดยการปรับความถี่ของกระแสผ่านขดลวดเหนี่ยวนำ ความลึกที่ปรับได้ยังเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของการอบชุบด้วยความร้อนแบบเหนี่ยวนำ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำไม่เหมาะสำหรับชิ้นงานทางกลที่ซับซ้อน เนื่องจากมีการปรับตัวที่ไม่ดี แม้ว่าชั้นผิวของชิ้นงานที่ดับแล้วจะมีความเครียดภายในจากการกดทับที่มากกว่า แต่ความต้านทานการแตกหักจากการเมื่อยล้าก็สูงกว่า แต่เหมาะสำหรับการผลิตสายการประกอบของชิ้นงานธรรมดาเท่านั้น

ปัจจุบันการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ใช้ในการดับพื้นผิวของข้อเหวี่ยงเพลาs และ camเพลาในอุตสาหกรรมยานยนต์ แม้ว่าชิ้นส่วนเหล่านี้จะมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่สภาพแวดล้อมการทำงานนั้นรุนแรง แต่ก็มีระดับความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการดัดงอ และความทนทานต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วน ข้อกำหนดด้านความล้า ผ่านการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและการต้านทานความล้าเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ ใช้กันอย่างแพร่หลายใน การรักษาพื้นผิว ของอุตสาหกรรมยานยนต์บางส่วน

2. อุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศ

อุปกรณ์ถลุงแร่เหนี่ยวนำสุญญากาศใช้เทคโนโลยีการหลอมเหนี่ยวนำเพื่อให้เข้าใจถึงหลักการในการใช้งานจริงผ่านการจับคู่โครงสร้างทางกล อุปกรณ์มักจะใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อใส่ขดลวดเหนี่ยวนำและวัสดุลงในช่องปิด และแยกก๊าซในภาชนะผ่านระบบปั๊มสุญญากาศ แล้วใช้แหล่งจ่ายไฟเพื่อส่งกระแสผ่านขดลวดเหนี่ยวนำไปยัง สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอยู่ภายในวัสดุ กระแสน้ำวนจะเกิดขึ้น และเมื่อการสร้างความร้อนถึงระดับหนึ่ง วัสดุจะเริ่มหลอมละลาย ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว จะมีการทำงานหลายอย่าง เช่น การควบคุมอุณหภูมิ การวัดอุณหภูมิ การวัดสุญญากาศ และการป้อนเสริมผ่านส่วนประกอบสนับสนุนอื่นๆ บนอุปกรณ์ และสุดท้าย โลหะเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ผ่านการผกผันของเบ้าหลอมเพื่อสร้าง a แท่งโลหะ กลิ่น โครงสร้างหลักของอุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังต่อไปนี้:

นอกจากส่วนประกอบข้างต้นแล้ว เตาหลอมสูญญากาศควรติดตั้งแหล่งจ่ายไฟ ระบบควบคุม และระบบทำความเย็นเพื่อให้พลังงานเข้าสำหรับอุปกรณ์ในการหลอมวัสดุ และให้ความเย็นในส่วนสำคัญ เพื่อป้องกันไม่ให้ระบบร้อนจัดและส่งผลให้อายุการใช้งานของโครงสร้างลดลงหรือเสียหาย สำหรับอุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำที่มีข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ มีส่วนประกอบเสริมที่เกี่ยวข้อง เช่น ลูกล้อส่งกำลัง การเปิดและปิดประตูเตาหลอม กระทะหล่อแบบแรงเหวี่ยง หน้าต่างสังเกตการณ์ ฯลฯ สำหรับอุปกรณ์ที่มีสิ่งสกปรกมากกว่า ก็ควรติดตั้งตัวกรองก๊าซด้วย ระบบ ฯลฯ . จะเห็นได้ว่านอกจากส่วนประกอบที่จำเป็นแล้ว ชุดอุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำแบบสมบูรณ์ยังสามารถรับรู้ฟังก์ชันต่างๆ ได้ด้วยการเพิ่มส่วนประกอบอื่นๆ ตามความต้องการของกระบวนการเฉพาะ และจัดเตรียมเงื่อนไขและวิธีการใช้งานที่สะดวกสำหรับการเตรียมโลหะ

2.1. เตาหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศ

เตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศเป็นอุปกรณ์ถลุงที่หลอมโลหะครั้งแรกโดยการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำภายใต้สุญญากาศ จากนั้นเทโลหะเหลวลงในแม่พิมพ์เพื่อให้ได้แท่งโลหะ การพัฒนาเตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศเริ่มขึ้นเมื่อราวปี พ.ศ. 1920 และส่วนใหญ่ใช้เพื่อหลอมโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม จนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่สองส่งเสริมความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสูญญากาศ เตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศได้รับการพัฒนาอย่างแท้จริง ในช่วงเวลานี้ เนื่องจากความต้องการวัสดุโลหะผสม เตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศจึงพัฒนาต่อไปเป็นขนาดใหญ่ ตั้งแต่เริ่มต้นหลายตันไปจนถึงหลายสิบตันของเตาหลอมเหนี่ยวนำขนาดใหญ่พิเศษ เพื่อปรับให้เข้ากับการผลิตจำนวนมาก นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงในความสามารถของอุปกรณ์แล้ว โครงสร้างของเตาแม่เหล็กไฟฟ้ายังได้พัฒนาจากเตาเผาแบบวัฏจักรที่มีวัฏจักรเป็นหน่วยเป็นเครื่องหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศแบบต่อเนื่องหรือกึ่งต่อเนื่องสำหรับการชาร์จ แม่พิมพ์ การเตรียมการ การหลอม และการเท การทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องหยุดเตาเผา ช่วยประหยัดเวลาในการชาร์จและรอเวลาที่แท่งโลหะเย็นลง การผลิตอย่างต่อเนื่องช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและเพิ่มผลผลิตโลหะผสม ตอบสนองความต้องการของการผลิตจริงได้ดียิ่งขึ้น เมื่อเทียบกับต่างประเทศ เตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศในยุคแรกๆ ในประเทศของฉันมีความจุค่อนข้างน้อย โดยส่วนใหญ่มีไม่ถึง 2 ตัน เตาหลอมขนาดใหญ่ยังคงพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศ ด้วยการพัฒนาในทศวรรษที่ผ่านมา ประเทศของฉันยังสามารถพัฒนาการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศขนาดใหญ่ได้ด้วยตัวเอง เตาหลอมสูงสุดมากกว่าสิบตัน เตาหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศ VIM ที่พัฒนาขึ้นก่อนหน้านี้ ด้วยโครงสร้างที่เรียบง่าย ใช้งานสะดวก และค่าบำรุงรักษาต่ำ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตจริง

รูปแบบพื้นฐานของเตาหลอมเหนี่ยวนำสุญญากาศ วัสดุโลหะจะถูกเติมลงในเบ้าหลอมหลอมผ่านป้อมปืนที่หมุนได้ อีกด้านหนึ่งอยู่ในแนวเดียวกับเบ้าหลอม และการวัดอุณหภูมิทำได้โดยการใส่เทอร์โมคัปเปิลลงในโลหะหลอมเหลว โลหะหลอมถูกขับเคลื่อนด้วยกลไกการกลึงและเทลงในแม่พิมพ์เพื่อให้เกิดการถลุงโลหะ กระบวนการทั้งหมดนั้นง่ายและสะดวกในการดำเนินการ การถลุงแต่ละครั้งต้องใช้คนงานหนึ่งหรือสองคนจึงจะเสร็จสมบูรณ์ ในระหว่างกระบวนการหลอม สามารถตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์และปรับองค์ประกอบของวัสดุได้ และวัสดุโลหะขั้นสุดท้ายจะสอดคล้องกับข้อกำหนดของกระบวนการมากขึ้น

2.2. เตาแก๊สเมมเบรนเหนี่ยวนำสูญญากาศ

สำหรับวัสดุบางชนิด ไม่จำเป็นต้องทำการเทในห้องสุญญากาศให้เสร็จสิ้นในกระบวนการ จำเป็นต้องใช้เฉพาะการเก็บความร้อนและการกำจัดแก๊สในสภาพแวดล้อมแบบสุญญากาศเท่านั้น บนพื้นฐานของเตาเผา VIM เตาเผาก๊าซเมมเบรนเหนี่ยวนำสุญญากาศของเตาเผา VID จะค่อยๆ พัฒนาขึ้น

คุณสมบัติหลักของเตา degassing แบบเหนี่ยวนำสุญญากาศคือโครงสร้างที่กะทัดรัดและปริมาตรของเตาเผาขนาดเล็ก ปริมาณที่น้อยกว่าจะเอื้อต่อการสกัดก๊าซอย่างรวดเร็วและการดูดฝุ่นที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับเตาเผา degassing ทั่วไป อุปกรณ์มีปริมาณค่อนข้างน้อย สูญเสียอุณหภูมิต่ำ มีความยืดหยุ่นและประหยัดดีกว่า และเหมาะสำหรับการป้อนของเหลวหรือของแข็ง เตา VID สามารถใช้สำหรับการถลุงและการกำจัดแก๊สของเหล็กพิเศษและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และจำเป็นต้องเทลงในแม่พิมพ์ภายใต้สภาวะแวดล้อมในบรรยากาศหรือบรรยากาศป้องกัน กระบวนการถลุงแร่ทั้งหมดสามารถรับรู้ถึงการกำจัดสิ่งเจือปน เช่น การแยกคาร์บูไรเซชันและการกลั่นวัสดุ ดีไฮโดรจีเนชัน ดีออกซิเดชัน และการแยกซัลเฟต ซึ่งเอื้อต่อการปรับองค์ประกอบทางเคมีอย่างแม่นยำเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ
ภายใต้สภาวะสุญญากาศหรือบรรยากาศป้องกัน วัสดุโลหะจะค่อยๆ ละลายโดยความร้อนของเตาหลอมการเหนี่ยวนำความร้อน และก๊าซภายในจะถูกลบออกในกระบวนการนี้ หากมีการเพิ่มก๊าซปฏิกิริยาที่เหมาะสมในกระบวนการ มันจะรวมกับองค์ประกอบคาร์บอนภายในโลหะเพื่อสร้างก๊าซคาร์ไบด์ที่จะนำออกจากเตาเผา บรรลุวัตถุประสงค์ของการขจัดคาร์บอนและการกลั่น ในกระบวนการเท จำเป็นต้องมีบรรยากาศการป้องกันบางอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุโลหะที่ผ่านการกำจัดแก๊สแล้วนั้นแยกออกจากก๊าซในบรรยากาศ และสุดท้ายการกำจัดก๊าซและการกลั่นของวัสดุโลหะจะเสร็จสิ้น

2.3. เตาหลอม degassing เหนี่ยวนำสูญญากาศ

เตาหลอม degassing แบบเหนี่ยวนำสุญญากาศได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของเทคโนโลยีการถลุงสองรายการแรก ในปี 1988 Leybold-Heraeus ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของบริษัท ALD ของเยอรมัน ได้ผลิตเตาหลอม VIDP เครื่องแรก แกนกลางทางเทคนิคของเตาประเภทนี้คือห้องหลอมสูญญากาศขนาดกะทัดรัดที่รวมเข้ากับเบ้าหลอมของคอยล์เหนี่ยวนำ มีขนาดใหญ่กว่าขดลวดเหนี่ยวนำเพียงเล็กน้อยและมีเฉพาะขดลวดเหนี่ยวนำและเบ้าหลอมเท่านั้น สายเคเบิล ท่อระบายความร้อนด้วยน้ำ และกลไกการหมุนเวียนของไฮดรอลิกทั้งหมดติดตั้งอยู่นอกห้องหลอมเหลว ข้อดีคือปกป้องสายเคเบิลและท่อระบายความร้อนด้วยน้ำจากความเสียหายที่เกิดจากการกระเด็นของเหล็กหลอมเหลวและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดันเป็นระยะ เนื่องจากสะดวกในการถอดประกอบและอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนเบ้าหลอม เปลือกเตาหลอม VIDP จึงติดตั้งตัวเตาสามตัว ซับในเตาหลอมสำหรับเตรียมจะทำให้วงจรการผลิตสั้นลงและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต

ฝาครอบเตาเผารองรับบนโครงเตาหลอมและเสากระบอกไฮดรอลิกสองเสาโดยปิดผนึกด้วยสุญญากาศ แบกส. เมื่อเท กระบอกสูบไฮดรอลิกสองกระบอกจะวางบนฝาครอบเตาที่ด้านข้าง และฝาครอบเตาหลอมจะขับเคลื่อนห้องหลอมให้เอียงไปรอบ ๆ สุญญากาศ แบก. ในสถานะการเทแบบเอียง ไม่มีการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ระหว่างห้องหลอมเหลวและเบ้าหลอมของคอยล์เหนี่ยวนำ นักวิ่งเป็นส่วนสำคัญของเตาหลอม VIDP เนื่องจากการออกแบบของเตาหลอม VIDP แยกห้องหลอมละลายออกจากห้องหลอมโลหะ เหล็กหลอมเหลวจะต้องผ่านตัววิ่งสุญญากาศเข้าไปในห้องหลอมโลหะ ห้องหลอมโลหะเปิดและปิดด้วยด้านเฉียงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนที่ตายตัวอยู่ติดกับห้องวิ่ง และส่วนที่เคลื่อนที่ได้จะเคลื่อนที่ในแนวนอนไปตามรางพื้นเพื่อให้การเปิดและปิดของห้องหลอมโลหะเสร็จสมบูรณ์ ในอุปกรณ์บางอย่าง ชิ้นส่วนที่เคลื่อนย้ายได้ได้รับการออกแบบให้มีอุณหภูมิ 30 องศา โดยเปิดขึ้นซ้ายและขวาขึ้นได้ ซึ่งสะดวกสำหรับการขนถ่ายแม่พิมพ์หลอมโลหะ และการซ่อมบำรุงและซ่อมแซมปั้นจั่นประจำวัน ในช่วงเริ่มต้นของการหลอม ตัวเตาหลอมจะถูกยกขึ้นโดยกลไกไฮดรอลิกด้านล่าง ประกอบกับฝาครอบเตาหลอมโครงสร้างด้านบนของเตาหลอม และล็อคด้วยกลไกพิเศษ ปลายด้านบนของฝาครอบเตาหลอมเชื่อมต่อกับห้องให้อาหารผ่านสุญญากาศ วาล์ว.

เนื่องจากมีเพียงส่วนถลุงเท่านั้นที่ถูกปิดล้อมไว้ในห้องสุญญากาศและเทออกทางร่องผัน โครงสร้างเตาหลอมจึงมีขนาดกะทัดรัด ห้องหลอมเหลวมีขนาดเล็กลง และสามารถควบคุมสุญญากาศได้ดียิ่งขึ้นและเร็วขึ้น เมื่อเทียบกับเตาหลอมเหนี่ยวนำแบบดั้งเดิม เตาหลอมมีคุณสมบัติของเวลาอพยพสั้นและอัตราการรั่วต่ำ การควบคุมแรงดันในอุดมคติสามารถทำได้โดยการติดตั้งระบบควบคุมลอจิก PLC ในเวลาเดียวกัน ระบบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถกวนสระหลอมเหลวได้อย่างเสถียร และองค์ประกอบที่เพิ่มเข้าไปจะถูกละลายอย่างสม่ำเสมอในสระหลอมเหลวจากบนลงล่าง ทำให้อุณหภูมิใกล้เคียงกัน เมื่อเทเงิน ทางวิ่งจะถูกทำให้ร้อนโดยระบบทำความร้อนภายนอก เพื่อลดการอุดตันของการเทเบื้องต้นของพอร์ตการเทและการแตกร้าวจากความร้อนของนักวิ่ง การเพิ่มแผ่นกั้นตัวกรองและมาตรการอื่นๆ สามารถบรรเทาผลกระทบของเหล็กหลอมเหลวและปรับปรุงความบริสุทธิ์ของโลหะได้ เนื่องจากเตา VIDP มีปริมาณน้อย การตรวจจับและซ่อมแซมการรั่วของสุญญากาศจึงง่ายขึ้น และเวลาในการทำความสะอาดในเตาเผาก็สั้นลง นอกจากนี้ อุณหภูมิในเตาเผายังสามารถวัดได้ด้วยเทอร์โมคัปเปิลขนาดเล็กที่เปลี่ยนได้ง่าย

2.4 เบ้าหลอมระบายความร้อนด้วยน้ำเหนี่ยวนำ

วิธีการถลุงแร่แบบลอยตัวด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่ระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นวิธีการถลุงที่พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อเตรียมจุดหลอมเหลวสูง ความบริสุทธิ์สูงและวัสดุที่เป็นโลหะหรืออโลหะที่มีการเคลื่อนไหวสูง โดยการตัดเบ้าหลอมทองแดงเป็นส่วนเท่าๆ กันของโครงสร้างกลีบทองแดง และระบายความร้อนด้วยน้ำผ่านบล็อกกลีบแต่ละอัน โครงสร้างนี้ช่วยเพิ่มแรงขับแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้โลหะหลอมเหลวถูกบีบตรงกลางเพื่อให้เกิดโคกและแตกออกจาก ผนังเบ้าหลอม โลหะวางอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ อุปกรณ์เน้นความจุในพื้นที่ปริมาตรภายในเบ้าหลอม แล้วสร้างกระแสน้ำวนแรงบนพื้นผิวของประจุ ในอีกด้านหนึ่ง มันจะปล่อยความร้อนจูลเพื่อละลายประจุ และในทางกลับกัน มันสร้างแรงลอเรนซ์ให้ละลาย ร่างกายหยุดนิ่งและก่อให้เกิดการกวนที่รุนแรง องค์ประกอบของโลหะผสมที่เพิ่มเข้ามาสามารถผสมได้อย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอในการหลอม ทำให้องค์ประกอบทางเคมีมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและการนำอุณหภูมิที่สมดุลมากขึ้น เนื่องจากผลกระทบของการลอยตัวของแม่เหล็ก การหลอมละลายจะไม่สัมผัสกับผนังด้านในของเบ้าหลอม ซึ่งป้องกันไม่ให้เบ้าหลอมสร้างมลพิษต่อการหลอมเหลว ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการนำความร้อนและเพิ่มการแผ่รังสีความร้อน ซึ่งช่วยลดการกระจายความร้อนของโลหะหลอมเหลวและอุณหภูมิสูงขึ้น สำหรับประจุโลหะที่เพิ่มเข้ามา มันสามารถหลอมและทำให้ร้อนตามเวลาที่กำหนดและอุณหภูมิที่ตั้งไว้ และไม่จำเป็นต้องดำเนินการกับประจุล่วงหน้า การถลุงเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถเข้าถึงระดับของการถลุงลำแสงอิเล็กตรอนในแง่ของการกำจัดการรวมโลหะและการกลั่น degassing ในขณะที่การสูญเสียการระเหยมีขนาดเล็กลงและการใช้พลังงานลดลงและประสิทธิภาพการผลิตดีขึ้น เนื่องจากลักษณะการทำความร้อนแบบไม่สัมผัสของการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ผลกระทบต่อการหลอมจึงน้อยลง และมีผลดีต่อการเตรียมความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นหรือโลหะที่มีฤทธิ์รุนแรง เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของอุปกรณ์ การหลอมด้วยแม็กเลฟสำหรับอุปกรณ์ความจุสูงจึงเป็นเรื่องยาก ในขั้นตอนนี้ ไม่มีอุปกรณ์ถลุงทองแดงแบบระบายความร้อนด้วยน้ำความจุสูง อุปกรณ์เบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำในปัจจุบันใช้สำหรับการวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับการถลุงโลหะปริมาณน้อยเท่านั้น

3. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของอุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศ ประเภทของเตาหลอมจะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้ได้หน้าที่ที่แตกต่างกัน จากโครงสร้างการหลอมหรือการให้ความร้อนอย่างง่าย ได้มีการพัฒนาทีละน้อยจนกลายเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งสามารถทำงานได้อย่างหลากหลายและเอื้อต่อการผลิตมากขึ้น สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนมากขึ้นในอนาคต วิธีที่จะบรรลุการควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ วัดและดึงข้อมูลที่เกี่ยวข้อง และลดต้นทุนแรงงานให้ได้มากที่สุดคือทิศทางการพัฒนาอุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำ

3.1 โมดูลาร์

ในชุดอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ ส่วนประกอบต่างๆ ได้รับการติดตั้งเพื่อความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบแต่ละส่วนทำหน้าที่ของตัวเองเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์การใช้งานของตัวเอง สำหรับเตาเผาบางประเภท การเพิ่มโมดูลบางอย่างเพื่อทำให้อุปกรณ์มีความสมบูรณ์มากขึ้น เช่น มีระบบวัดอุณหภูมิที่สมบูรณ์ช่วยในการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของวัสดุในเตาเผาด้วยอุณหภูมิ และบรรลุการควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมยิ่งขึ้น ติดตั้งแมสสเปกโตรมิเตอร์เพื่อตรวจจับองค์ประกอบของวัสดุ ปรับเวลาและลำดับของการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสมในขั้นตอนการพัฒนาของกระบวนการ ติดตั้งปืนอิเล็กตรอนและปืนไอออนเพื่อแก้ปัญหาการหลอมโลหะทนไฟบางชนิดเป็นต้น ในอนาคตอุปกรณ์โลหะวิทยาการเหนี่ยวนำ การรวมกันที่แตกต่างกันของโมดูลที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้หน้าที่ที่แตกต่างกันและเพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการที่แตกต่างกันได้กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และเป็นการผสมผสานและการอ้างอิงของสาขาต่างๆ เพื่อปรับปรุงกระบวนการถลุงโลหะและรับวัสดุที่มีประสิทธิภาพดีขึ้น อุปกรณ์โมดูลาร์จะมีความสามารถในการแข่งขันในตลาดที่แข็งแกร่งขึ้น

3.2. การควบคุมอัจฉริยะ

เมื่อเทียบกับการถลุงแบบดั้งเดิม อุปกรณ์เหนี่ยวนำสุญญากาศมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการควบคุมกระบวนการ เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ การทำงานที่เป็นมิตรของอินเทอร์เฟซระหว่างคนกับเครื่องจักร การรับสัญญาณอัจฉริยะ และการตั้งค่าโปรแกรมที่เหมาะสมในอุปกรณ์จึงสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมกระบวนการหลอม ลดต้นทุนแรงงาน และทำให้การทำงานง่ายขึ้นและ สะดวก.

ในการพัฒนาในอนาคต ระบบควบคุมที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้นจะถูกเพิ่มลงในอุปกรณ์สูญญากาศ สำหรับกระบวนการที่กำหนดไว้ ผู้คนจะควบคุมอุณหภูมิการหลอมได้อย่างแม่นยำผ่านระบบควบคุมอัจฉริยะ เติมวัสดุโลหะผสมในเวลาที่กำหนด และดำเนินการถลุง เก็บรักษาความร้อน และการเทให้เสร็จสิ้น และทั้งหมดนี้จะถูกควบคุมและบันทึกโดยคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียที่ไม่จำเป็นที่เกิดจากความผิดพลาดของมนุษย์ สำหรับกระบวนการถลุงซ้ำ ๆ สามารถรับรู้ถึงการควบคุมสมัยใหม่ที่สะดวกและชาญฉลาดยิ่งขึ้น

3.3. สารสนเทศ

อุปกรณ์หลอมเหนี่ยวนำจะสร้างข้อมูลการหลอมจำนวนมากในระหว่างกระบวนการถลุงทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์แบบเรียลไทม์ของแหล่งจ่ายไฟความร้อนเหนี่ยวนำ สนามอุณหภูมิของประจุ เบ้าหลอม สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างโดยขดลวดเหนี่ยวนำ คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะหลอมเหลว เป็นต้น ปัจจุบัน อุปกรณ์รับรู้เพียงการรวบรวมข้อมูลอย่างง่ายเท่านั้น และกระบวนการวิเคราะห์จะดำเนินการหลังจากดึงข้อมูลออกมาหลังจากการถลุงเสร็จสิ้น ในอนาคต การพัฒนาการให้ข้อมูล การรวบรวมและประมวลผลข้อมูล และกระบวนการวิเคราะห์จะต้องสอดคล้องกับกระบวนการถลุงแร่อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การเก็บรวบรวมข้อมูลที่สมบูรณ์สำหรับวัสดุหลอมภายในของอุปกรณ์โลหะ การประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ การแสดงฟิลด์อุณหภูมิภายในแบบเรียลไทม์และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์ภายใต้สถานการณ์ปัจจุบัน และการส่งสัญญาณผ่านข้อมูลย้อนกลับแบบเรียลไทม์ของข้อมูลต่างๆ สะดวกสำหรับผู้คน การสังเกตและการปรับกระบวนการหลอมตามเวลาจริงช่วยเสริมการแทรกแซงและการควบคุมของมนุษย์ ในกระบวนการถลุงแร่ มีการปรับในเวลาที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงกระบวนการและปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสม

ข้อสรุป 4

ด้วยความก้าวหน้าของอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศได้พัฒนาขึ้นอย่างมากในทศวรรษที่ผ่านมาด้วยข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร และมีบทบาทสำคัญในภาคอุตสาหกรรม ในปัจจุบัน แม้ว่าเทคโนโลยีการถลุงแร่แบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศในประเทศของฉันจะยังล้าหลังในต่างประเทศ แต่ก็ยังต้องใช้ความพยายามอย่างไม่ลดละของผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องเพื่อปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันในตลาดของอุปกรณ์ถลุงพิเศษในประเทศของฉัน และพยายามอย่างดีที่สุดเพื่อเป็นอุปกรณ์ถลุงชั้นหนึ่งของโลก . แนวหน้า.

ลิงค์บทความนี้： การพัฒนาและแนวโน้มของเทคโนโลยีการหลอมแบบเหนี่ยวนำด้วยสุญญากาศ

คำสั่งพิมพ์ซ้ำ: หากไม่มีคำแนะนำพิเศษ บทความทั้งหมดในเว็บไซต์นี้เป็นต้นฉบับ โปรดระบุแหล่งที่มาของการพิมพ์ซ้ำ:https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® เป็นผู้ผลิตที่กำหนดเองซึ่งมีแท่งทองแดงครบวงจร ชิ้นส่วนทองเหลือง และ ชิ้นส่วนทองแดง. กระบวนการผลิตทั่วไป ได้แก่ blanking, embossing, coppersmithing, บริการ edm แบบมีสาย, แกะสลัก, ขึ้นรูปและดัด, ทำให้หงุดหงิด, ร้อน การปลอม และการกด การเจาะรูและการเจาะ การม้วนเกลียวและการม้วนเป็นเกลียว การตัด เครื่องจักรหลายแกน, การอัดรีดและ การตีขึ้นรูปโลหะ และ การกระแทก. การใช้งานรวมถึงบัสบาร์ ตัวนำไฟฟ้า สายโคแอกเชียล ท่อนำคลื่น ส่วนประกอบทรานซิสเตอร์ หลอดไมโครเวฟ หลอดแม่พิมพ์เปล่า และ โลหะผง ถังอัดรีด

บอกเราสักเล็กน้อยเกี่ยวกับงบประมาณโครงการของคุณและเวลาการส่งมอบที่คาดหวัง เราจะวางกลยุทธ์กับคุณเพื่อให้บริการที่คุ้มค่าที่สุดเพื่อช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมาย โปรดติดต่อเราโดยตรง ( sales@pintejin.com )