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真空感应熔炼与真空感应烧结介绍

2024-08-29

真空感应熔炼技术是目前加热金属材料最高效、最快速、低耗、节能、环保的感应加热技术。该技术主要在真空感应电炉等设备中实现，应用范围十分广泛。将固态的金属原料放在线圈包裹的坩埚中，当电流通过感应线圈时，产生感应电动势，在金属料内部产生涡流，当电流热量大于金属料散热的速度时，热量不断积累，达到一定程度时，金属就由固态熔化为液态，达到冶炼金属的目的。在此过程中，由于整个过程都在真空环境中进行，有利于除去金属内部的气体杂质，得到的金属合金材料较为纯净。同时，在冶炼过程中，通过控制真空环境和感应加热，可以调节冶炼温度，及时补充合金金属，达到精炼的目的。在熔炼过程中，由于感应熔炼技术的特点，坩埚内部的液态金属材料由于电磁力的相互作用可以自动搅拌，使其成分更加均匀。这也是感应熔炼技术的一大优势。

真空感应冶炼与传统冶炼相比，具有节能、环保、工人工作环境好、劳动强度低等巨大优势。采用感应熔炼技术，最终得到的合金材料杂质更少，合金的添加比例更为适宜，能更好地满足工艺对材料性能的要求。

真空感应冶炼技术已得到大规模应用，从实验研究用的几公斤的感应炉到实际生产用的几十吨容量的大型感应炉，因其具有操作技术简单，熔炼过程容易控制，熔炼温度快，冶炼金属成分均匀等优点，有很大的应用前景，近年来得到了迅速发展。

真空烧结是指在真空度为(10-10-3Pa)的环境中，将金属、合金或金属化合物粉末在低于熔点的温度下烧结成金属制品、金属毛坯。在真空条件下烧结，金属与气体不发生反应，不受吸附气体的影响。不仅致密化效果好，而且能起到净化还原的作用，降低烧结温度，比室温烧结可降低100℃～150℃，节省能耗，提高烧结炉寿命，获得高质量的产品。

对于某些材料来说，需要通过加热使原子转移来实现颗粒间的结合，而感应烧结技术在这个过程中就起到了加热的作用。真空感应烧结的优点在于，在真空条件下有利于减少气氛中的有害物质(水蒸气、氧、氮等杂质)，避免脱碳、氮化、渗碳、还原、氧化等一系列反应的发生。在烧结过程中，孔隙中的气体量减少，减少了气体分子的化学反应，同时在材料出现液相之前就将材料表面的氧化膜去除，使材料在熔化结合时结合更加致密，提高其耐磨性、强度。此外，真空感应烧结对降低产品成本也有一定的作用。

由于真空环境下气体含量比较低，热的对流和传导可以忽略不计，热量主要以辐射的形式从加热元件传递到材料表面，选择时要根据具体的烧结温度和材料的物理化学性质来决定，合适的加热元件也很重要。与真空电阻加热相比，感应烧结采用中频电源加热，在一定程度上避免了采用电阻加热的真空炉的高温绝缘问题。

目前，感应烧结技术主要应用于钢铁、冶金等领域。此外，在特种陶瓷材料上，感应烧结可增强固体颗粒间的结合，有利于晶粒长大，压缩空隙，进而提高致密度，形成致密的多晶烧结体。感应烧结技术在新型材料研究中也正得到越来越广泛的应用。

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真空感应熔炼电炉基本形式

真空炉真空系统故障分析

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