Das Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM) wird in erster Linie für die Verarbeitung spezieller und exotischer Legierungen eingesetzt, insbesondere für solche, die in Hightech-Industrien wie der Luft- und Raumfahrt und der Nuklearindustrie verwendet werden. Bei diesem Verfahren werden Metalle unter Vakuumbedingungen mittels elektromagnetischer Induktion geschmolzen, was bei der Veredelung hochreiner Metalle und Legierungen, der Vorbereitung von Elektroden für das Umschmelzen und dem Gießen kritischer Komponenten, wie sie in Flugzeugtriebwerken verwendet werden, hilfreich ist.
Ausführliche Erläuterung:
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Zweck und Anwendung:
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Das Vakuum-Induktionsschmelzen wurde ursprünglich für Werkstoffe wie Superlegierungen entwickelt, die aufgrund ihrer Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Umgebungen für Hochleistungsanwendungen von entscheidender Bedeutung sind. Das Verfahren eignet sich auch für rostfreie Stähle und andere Metalle, die eine hohe Reinheit erfordern oder empfindlich auf atmosphärische Verunreinigungen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff reagieren.Beschreibung des Verfahrens:
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Beim VIM-Verfahren wird das Metall oder die Legierung in einen Tiegel in einer Vakuumkammer gelegt. Eine Induktionsspule, die Wechselstrom führt, wird zur Erzeugung eines Magnetfelds verwendet. Dieses Feld induziert elektrische Wirbelströme im Metall, die wiederum durch Widerstand Wärme erzeugen, was zum Schmelzen des Metalls führt. Die Vakuumumgebung verhindert Oxidation und andere chemische Reaktionen, die die Qualität des Metalls beeinträchtigen könnten.
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Historische Entwicklung:
- Das Konzept des Vakuum-Induktionsschmelzens wurde erstmals 1918 in Deutschland von der Heraeus Vacuumschmelze und Dr. Wilhelm Rohn patentiert. Der erste Prototyp wurde 1920 in den Vereinigten Staaten von Edwin Fitch Northrup entwickelt. Mit der Einführung von Mittelfrequenzöfen in England und Schweden im Jahr 1927 wurde die Technologie weiterentwickelt und ihre Effizienz und Anwendbarkeit verbessert.
- Spezifische Verwendungszwecke:Raffinieren von hochreinen Metallen und Legierungen:
- VIM ist entscheidend für die Herstellung von Metallen und Legierungen mit minimalen Verunreinigungen, die für kritische Anwendungen wie Halbleiter und medizinische Implantate unerlässlich sind.Elektroden für das Umschmelzen:
- Hochwertige Elektroden, die in Verfahren wie dem Elektroschlacke-Umschmelzen (ESR) und dem Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR) verwendet werden, werden mit VIM hergestellt.Vorlegierungsstab für den Feinguss:
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Mit VIM werden Legierungen hergestellt, die als Ausgangsmaterial für komplizierte Gussverfahren dienen.Gießen von Komponenten für Flugzeugtriebwerke:
Die Luft- und Raumfahrtindustrie verlässt sich auf VIM für das Gießen von Komponenten, die extremen Bedingungen standhalten müssen, um Haltbarkeit und Leistung zu gewährleisten.
Ausrüstung und Bedingungen:
