Nouvelles

Fusion par induction sous vide
La coulée sous vide (fusion par induction sous vide - VIM) a été développée pour le traitement d'alliages spécialisés et exotiques, et elle devient par conséquent de plus en plus courante à mesure que ces matériaux avancés sont de plus en plus utilisés.Le VIM a été développé pour fondre et couler des superalliages et des aciers à haute résistance, dont beaucoup nécessitent un traitement sous vide car ils contiennent des éléments réfractaires et réactifs tels que Ti, Nb et Al.Il peut également être utilisé pour les aciers inoxydables et autres métaux lorsqu'une fusion initiale de haute qualité est souhaitée.

Comme son nom l'indique, le processus implique la fusion d'un métal dans des conditions de vide.L'induction électromagnétique est utilisée comme source d'énergie pour faire fondre le métal.La fusion par induction fonctionne en induisant des courants électriques de Foucault dans le métal.La source est la bobine d'induction, qui transporte un courant alternatif.Les courants de Foucault chauffent et finissent par faire fondre la charge.

Le four se compose d'une chemise en acier étanche à l'air et refroidie à l'eau capable de résister au vide requis pour le traitement.Le métal est fondu dans un creuset logé dans une bobine d'induction refroidie à l'eau, et le four est généralement garni de réfractaires appropriés.

Les métaux et alliages qui ont une forte affinité pour les gaz – en particulier l'azote et l'oxygène – sont souvent fondus/affinés dans des fours à induction sous vide pour éviter toute contamination/réaction avec ces gaz.Le procédé est donc généralement utilisé pour le traitement de matériaux de haute pureté ou de matériaux avec des tolérances serrées sur la composition chimique.

Q : Pourquoi la fusion par induction sous vide est-elle utilisée ?

R : La fusion par induction sous vide a été développée à l'origine pour le traitement d'alliages spécialisés et exotiques et devient par conséquent de plus en plus courante à mesure que ces matériaux avancés sont de plus en plus utilisés.Bien qu'il ait été développé pour des matériaux tels que les superalliages, il peut également être utilisé pour les aciers inoxydables et d'autres métaux.
Comment fonctionne un four à induction sous vide ?
Le matériau est chargé dans le four à induction sous vide et la puissance est appliquée pour faire fondre la charge.Des charges supplémentaires sont effectuées pour amener le volume de métal liquide à la capacité de fusion souhaitée.Le métal fondu est affiné sous vide et la chimie ajustée jusqu'à ce que la chimie de fusion précise soit atteinte.
Que devient le métal dans le vide ?
En particulier, la plupart des métaux forment une couche d'oxyde sur toute surface exposée à l'air.Cela agit comme un bouclier pour empêcher la liaison.Dans le vide de l'espace, il n'y a pas d'air donc les métaux ne formeraient pas la couche protectrice.

Avantages de la fusion VIM
Selon le produit et le procédé métallurgique, les niveaux de vide pendant la phase d'affinage sont compris entre 10-1 et 10-4 mbar.Certains des avantages métallurgiques du traitement sous vide sont :
La fusion sous atmosphère sans oxygène limite la formation d'inclusions d'oxydes non métalliques et empêche l'oxydation des éléments réactifs
Atteinte de tolérances de composition et de teneurs en gaz très proches
Élimination des oligo-éléments indésirables avec des pressions de vapeur élevées
Élimination des gaz dissous – oxygène, hydrogène, azote
Ajustement précis et homogène de la composition de l'alliage et de la température de fusion
La fusion sous vide élimine le besoin d'une couverture de laitier de protection et diminue le risque de contamination accidentelle de laitier ou d'inclusions dans le lingot
Pour cette raison, les opérations métallurgiques telles que la déphosphoration et la désulfuration sont limitées.La métallurgie VIM vise principalement les réactions dépendantes de la pression, telles que les réactions du carbone, de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène.L'élimination des oligo-éléments nocifs et volatils, tels que l'antimoine, le tellure, le sélénium et le bismuth, dans les fours à induction sous vide est d'une importance pratique considérable.

La surveillance exacte de la réaction dépendante de la pression du carbone en excès pour terminer la désoxydation n'est qu'un exemple de la polyvalence du procédé utilisant le procédé VIM pour la production de superalliages.Les matériaux autres que les superalliages sont décarburés, désulfurés ou distillés sélectivement dans des fours à induction sous vide afin de répondre aux spécifications et de garantir les propriétés des matériaux.En raison de la pression de vapeur élevée de la plupart des oligo-éléments indésirables, ils peuvent être réduits à des niveaux très bas par distillation lors de la fusion par induction sous vide, en particulier pour les alliages à résistance extrêmement élevée à des températures de fonctionnement plus élevées.Pour divers alliages qui doivent répondre aux exigences de qualité les plus élevées, le four à induction sous vide est le système de fusion le plus approprié.

Les méthodes suivantes peuvent être facilement combinées avec le système VIM pour produire des fusions propres :
Contrôle de l'atmosphère avec de faibles taux de fuite et de désorption
Sélection d'un matériau réfractaire plus stable pour le revêtement du creuset
Agitation et homogénéisation par brassage électromagnétique ou gaz de purge
Contrôle précis de la température pour minimiser les réactions du creuset avec la masse fondue
Techniques de décrassage et de filtrage adaptées pendant le processus de coulée
Application d'une technique de coulée et de répartiteur appropriée pour une meilleure élimination des oxydes.