Induktions-Vakuum-Schmelzofen

Das Schmelzen erfolgt unter Vakuum- oder Schutzatmosphärenbedingungen. Der Hauptzweck vonInduktions-Vakuum-Schmelzofen ist die Herstellung hoch{0}reiner Hochleistungs--Speziallegierungen.

DerInduktions-Vakuum-Schmelzofenschafft eine Schmelzumgebung unter Vakuum oder Schutzgas. Dabei handelt es sich nicht nur um eine Schutzmaßnahme, sondern um eine Verfeinerungsmethode. Durch Ausnutzung der Differenz der Gaspartialdrücke im Vakuum werden schädliche Gase wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, die in der Metallschmelze gelöst sind, spontan freigesetzt, während Verunreinigungen mit niedrigem -Siedepunkt- wie Blei, Zink und Wismut verflüchtigt und entfernt werden. Dadurch wird ein Grad an Tiefenreinigung erreicht, der beim atmosphärischen Schmelzen unerreichbar ist.

DerInduktions-Vakuum-Schmelzofenbedient Hochpräzisions- und Hochtechnologiebereiche wie Luft- und Raumfahrt, Kernenergie, Energie und die chemische Industrie. Beispielsweise enthalten einkristalline Superlegierungen, die in Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken verwendet werden, mehrere stark oxidierbare Elemente wie Aluminium, Titan und Hafnium. Die Vakuumumgebung kann die Abbrandrate dieser Elemente auf ein Prozent genau steuern und so sicherstellen, dass die Legierungszusammensetzung auf zwei Dezimalstellen genau ist. Im Kernenergiesektor stellen korrosionsbeständige Legierungen extrem strenge Anforderungen an den Kohlenstoffgehalt (normalerweise nicht mehr als 0,02 %), und das Vakuumschmelzen vermeidet das Problem der Kohlenstoffaufnahme, das bei Graphitelektroden in herkömmlichen Prozessen auftritt. Ein weiteres Beispiel: Die Seltenerdelemente Neodym und Dysprosium in NdFeB-Permanentmagneten sind chemisch hochreaktiv. Durch das Schmelzen in der Atmosphäre würden zahlreiche Oxideinschlüsse entstehen, was zu einer erheblichen Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften führen würde.

Das Ofenkörpersystem ist komplex und besteht aus einem doppelschichtigen wassergekühlten Mantel, Vakuumpumpeneinheiten, Dichtungsmechanismen und anderen Komponenten zur Aufrechterhaltung der Schmelzumgebung-entweder Hochvakuum oder Inertgasschutz.

Die Vorteile vonInduktions-Vakuum-Schmelzofenmanifestieren sich in zwei Aspekten: Reinheit und Präzision. Die Effizienz der Entgasung und Entfernung von Verunreinigungen ist extrem hoch-Die Entfernungsrate von Wasserstoff kann über 90 % erreichen, während Sauerstoff und Stickstoff um 50 % bis 70 % reduziert werden können. Elektromagnetisches Rühren sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Schmelzbad, wobei die Temperaturunterschiede ±5 Grad nicht überschreiten. In Kombination mit dem Vakuum-Sekundärbeschickungssystem können flüchtige Elemente oder Spurenverstärkungselemente präzise während der späten Raffinationsphase hinzugefügt werden, wodurch eine geschlossene Kontrolle der Zusammensetzung erreicht wird. Da gleichzeitig ein oxidativer Abbrand und eine Elektrodenverunreinigung vermieden werden, kann die Rückgewinnungsrate von Edelmetallen und seltenen Elementen um 5 bis 10 % gesteigert werden, was für hochwertige Materialien von großer Bedeutung ist.

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