Применение вакуумного насоса в вакуумном плавлении
Вакуумные насосы играют ключевую роль в плавлении металлов. Они в основном используются для создания и контроля низкого давления или вакуумной среды, которая имеет важное значение для улучшения чистоты металла, предотвращения окисления, удаления вредных газов и плавления специальных сплавов. Ниже приводятся его конкретные приложения и переводы на английский язык:
1. Вакуумное дегазирование
- Применение: Перед наливанием плавленной стали вакуумная обработка используется для удаления растворенных газов, таких как водород, кислород и азот, чтобы предотвратить поры, белые пятна или хрупкость в стали.
- Типы процессов:
- VD (вакуумное дегазирование): вакуумное дегазирование лопатки.
- RH (Ruhrstahl-Heraeus): циркулирующая вакуумная дегазация (расплавленная сталь дегазируется в вакуумной камере).
- VOD (вакуумная кислородная декарбуризация): вакуумная кислородная декарбуризация (используется для плавления нержавеющей стали).
- Вакуумные требования: 0,1-1 мбар (10-²-10) ⁻ ³ Па).
Вакуумный насос с жидким кольцом
2. Вакуумное индукционное плавление (ВИМ)
- Применение: Плавление высокотемпературных сплавов (таких как сплавы на основе никеля), титановых сплавов и т.д. в вакуумной среде, чтобы избежать окисления и точно контролировать состав.
- Ключевые преимущества:
Предотвращение окисления активных металлов (таких как Ti, Al);
- Удалить примеси, такие как S и P;
- Точно добавить микроэлементы (такие как B, Zr).
- Вакуумные требования: 10-3-10-6mbar (10-1-10-4Pa).
Двуступененный ротационный лопаточный насос
Корни насос
3. Вакуумная дуга переплавления (VAR)
- Применение: Вторичная переработка плавленных сплавов (таких как высокотемпературные сплавы, титановые сплавы) для устранения включений и улучшения кристаллической структуры.
- Процесс: постоянный ток проходит через вакуумную камеру, чтобы заставить расходуемый электрод расплавиться дугой и затвердиться.
- Требования к вакууму: 0,01-0,001 мбар (10-3-10-4Па).
Суховинтовый вакуумный насос
4. Плавление электронного луча (EBM)
- Применение: Используйте высокоэнергетический электронный луч для плавления металлов с высокой точкой плавления (таких как тантал, ниопий, вольфрам) или активных металлов (титановые сплавы) под вакуумом для достижения глубокого дегазирования и летучих примесей.
- Вакуумные требования: 10-4-10-6 мбар (10-2-10-4Па).
Криогенный насос
5. Вакуумное печение
- Применение: в порошковой металлургии, цементированный карбид (например, WC-Co), магнитные материалы и т.д. спечат в вакуумной среде, чтобы избежать окисления и способствовать уплотнению.
- Вакуумное требование: 10 ⁻ ²–10 ⁻⁴ мбар (1-10-2 Па).
Молекулярный насос
6. Плавление зоны
- Применение: Очищение зоны полупроводниковых материалов (таких как кремний, германий) или металлов высокой чистоты под вакуумом, используя эффект сегрегации для удаления примесей.
- Вакуумные требования: 10-5-10-7mbar (10-3-10-5Pa).
7. Вакуумное литье
- Применение: Литье титановых сплавов, высокотемпературных сплавов и т.д. в вакуумной среде для уменьшения пор и включений в литье.
- Тип процесса: Вакуумное всасывание литья.
Корни - винтовый вакуумный пакет
Вакуумный пакет жидких кольцевых корней
Типы и выбор вакуумных насосов
Процесс* | Общие типы вакуумных насосов | Диапазон рабочего давления
| VD/VOD | Паровые выбросчики | 0,1–10 мбар |
| VIM/VAR | Корни + диффузионные насосы | 10 ⁻ ³–10 ⁻⁶ МБР |
| EBM | Турбомолекулярные насосы | 10 ⁻⁴–10⁻⁸ МБР |
| Вакуумное печение | Сухие винтовые насосы | 10 ⁻ ²–10 ⁻⁴ МБР |
Резюме основных ценностей
- Дегазирование и удаление примесей: устранить H ₂/O₂/N₂ и улучшить прочность металла;
- Антиокисление: защищает активные элементы (Ti, Al, Zr);
- Контрольный состав: точно добавлять летучие сплавные элементы;
- Улучшение структуры: уменьшение включений и оптимизация кристаллической структуры.
Эти приложения значительно улучшили производительность высококачественных металлических материалов в аэрокосмической, медицинской технике, ядерной промышленности и других областях.
