Das VAR-Verfahren (Vacuum Arc Remelting) ist ein sekundäres Schmelzverfahren, das zur Veredelung von Stahl und anderen Metallen eingesetzt wird.
Es verbessert deren Reinheit, Homogenität und mechanische Eigenschaften für kritische Anwendungen wie die Luft- und Raumfahrt und die Nuklearindustrie.
Bei diesem Verfahren werden Metallblöcke unter Vakuum mit Hilfe eines elektrischen Lichtbogens geschmolzen, wodurch Verunreinigungen reduziert und die Gesamtqualität des Materials verbessert werden können.
Die 5 wichtigsten Schritte der Stahlveredelung
1. Prozess-Einrichtung
Das VAR-Verfahren wird in einem speziellen Ofen durchgeführt, in dem der Stahlbarren als verbrauchbare Elektrode platziert wird.
Der Ofen wird unter Hochvakuum gehalten, um atmosphärische Verunreinigungen während des Schmelzvorgangs zu beseitigen.
2. Schmelzmechanismus
Zwischen der Spitze der Stahlelektrode und der Metallschmelze in einem wassergekühlten Kupfertiegel wird ein Gleichstromlichtbogen erzeugt.
Dieser Lichtbogen erhitzt und schmilzt die Elektrode, so dass der Stahl in den Tiegel tropft.
3. Veredelung und Erstarrung
Die Raffination findet in der Lichtbogenzone statt, wo Verunreinigungen aufgrund der hohen Temperaturen und des Vakuums verdampft werden.
Der geschmolzene Stahl erstarrt von unten nach oben, kontrolliert durch den wassergekühlten Tiegel, was zu einem gesunden und homogenen Block mit verbesserten metallurgischen Eigenschaften führt.
4. Vorteile und Anwendungen
Das VAR-Verfahren erhöht die Reinheit und Homogenität des Stahls erheblich und verbessert seine Ermüdungsfestigkeit und Bruchzähigkeit.
Dadurch eignet sich VAR-Stahl ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung, der Verteidigungsindustrie, der Medizintechnik und der Nuklearindustrie, wo die Materialintegrität von größter Bedeutung ist.
5. Beschränkungen und Überlegungen
Das VAR-Verfahren ist zwar sehr effektiv, aber auch zeitaufwändig und teuer.
Daher ist es in der Regel hochwertigen Anwendungen vorbehalten, bei denen die Vorteile der verbesserten Materialeigenschaften die Kosten überwiegen.
Zu den gängigen Werkstoffen, die mit VAR bearbeitet werden, gehören Nickel, Titan und Spezialstähle.
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