感應(yīng)加熱重熔技術(shù)

1、1感應(yīng)加熱重熔技術(shù)最新進(jìn)展感應(yīng)加熱重熔技術(shù)最新進(jìn)展真空真空氣體保護(hù)氣氛感應(yīng)加熱重熔爐氣體保護(hù)氣氛感應(yīng)加熱重熔爐前言：前言：在現(xiàn)代化金屬生產(chǎn)和加工、合金研究、鑄造、冶金以及核技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)射光譜、X熒光光譜分析已經(jīng)應(yīng)用了多年。這些儀器大多是全自動(dòng)和計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行日常分析，最多可以在同一種樣品中分析出50種元素。在金屬生產(chǎn)工業(yè)種，通常樣品都是用取樣器從熔爐中直接取樣，并通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)以最快的方式把熔樣直接送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。金屬加工廠(chǎng)的樣品則是

2、成型的部件，尺寸和外形都不適合光譜儀做分析。通常是將樣品取其碎削，或片狀材料重新熔化成光譜分析可用的形狀。有色金屬、高碳和高硅含量的生鐵、鐵合金、優(yōu)質(zhì)合金、貴重金屬等目前都是按照這種方法進(jìn)行的。感應(yīng)熔融重熔技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，制樣快，精確，近乎無(wú)材料損失，操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，成本低。如果采用真空熔融或保護(hù)氣體正壓保護(hù)的情況下熔融，則更不會(huì)出現(xiàn)材料損失或氧化。同時(shí)樣品均勻。由微處理器控制重熔制樣可以消除人員操作的干擾因素。工作原理：工作原理：感

3、應(yīng)熔融的工作原理基于變壓器能量轉(zhuǎn)換原理，由一次線(xiàn)圈和二次線(xiàn)圈組成。層片狀的鐵心作為偶合元件，電磁場(chǎng)在一次線(xiàn)圈和二次線(xiàn)圈之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，直接達(dá)到感應(yīng)加熱的目的。換能器產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，金屬表面出現(xiàn)二次電流。由于材料性能，電流轉(zhuǎn)換成熱量。這種雜散電流有足夠的能量使金屬熔化，并使其過(guò)熱至澆鑄溫度。雜散電流使金屬熔體運(yùn)動(dòng)，保證熔體良好混合。眾所周知，氧、氮等會(huì)對(duì)金屬有負(fù)面影響，使其熔融困難。即便用保護(hù)氣體吹掃坩堝和樣品也無(wú)稽于事。在熔融狀態(tài)和澆鑄

4、溫度下，特別要避免由于蒸汽壓導(dǎo)致的碳、錳或合金中其它組分的損失。通過(guò)校準(zhǔn)，可以解決重復(fù)性問(wèn)題。在真空或保護(hù)氣氛下重融可以避免這個(gè)問(wèn)題。為了避免氧化，50至1毫巴的真空已經(jīng)足夠，但這種方法對(duì)于高澆鑄溫度的金屬，或大表面積的碎削或粉末樣品來(lái)說(shuō)有明顯缺點(diǎn)，這是由于蒸發(fā)引起的。最好的方法是在熔融金屬達(dá)到澆鑄溫度之前，樣品抽真空并加惰性氣體保護(hù)。用較高的壓力，將保護(hù)氣體充至超過(guò)大氣壓有利于避免樣品蒸發(fā)。自動(dòng)控制系統(tǒng)可以設(shè)置熔融時(shí)間，真空度，保護(hù)氣

5、體沖刷，以3將樣品壓縮得以改善。使用X射線(xiàn)熒光光譜分析，和火花散射光譜分析時(shí)制備的樣品為圓片，直徑約1060mm。樣品量為1080g（相對(duì)于鐵比重）。通常，標(biāo)準(zhǔn)樣品直徑3540mm，厚5mm。模具由外層基礎(chǔ)材料和澆鑄內(nèi)層材料組成，內(nèi)外層可以分開(kāi)。同時(shí)可以固定在澆鑄臂上。較新的模具還有一個(gè)單獨(dú)的墊片覆在外層材料，可以防止樣品過(guò)熱熔掉模具。由于機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能，銅模具使用鋯銅合金。在有色金屬領(lǐng)域的某些應(yīng)用種，使用高密度導(dǎo)電石墨模具。上述

6、應(yīng)用應(yīng)避免過(guò)熱或模具熔化。通常導(dǎo)熱良好和快速凝固是較為滿(mǎn)意的條件。陶瓷坩堝：陶瓷坩堝：尋找具有合適熱容的模具材料比較容易，但是要找到合適的坩堝材料仍有一定難度。實(shí)踐表明，需要坩堝能夠具有多用性，這個(gè)問(wèn)題要靠多領(lǐng)域應(yīng)用者的合作來(lái)解決。目前，世界上有幾家生產(chǎn)商制作重熔坩堝，擁有專(zhuān)利權(quán)的重熔爐制造商，以及滿(mǎn)足用戶(hù)坩堝形狀要求的制造商。坩堝的應(yīng)用開(kāi)發(fā)主要在4個(gè)方面：多次使用的坩堝，無(wú)污染的熔融坩堝，耐高溫，耐熱沖擊的坩堝，不同幾何形狀的坩堝。目

7、前，坩堝使用的材料主要有SiO2，Al2O3，ZrO2或TiO2。這些材料短時(shí)間內(nèi)都可以耐2000C的高溫，這些對(duì)于高性能合金，高熔點(diǎn)材料已經(jīng)足夠了。經(jīng)驗(yàn)：經(jīng)驗(yàn)：使用保護(hù)氣氛或真空條件下感應(yīng)加熱、自動(dòng)澆鑄工藝，可以制備常規(guī)鋼樣，并可以在散射光譜和X熒光光譜下準(zhǔn)確地分析樣品。在分析車(chē)削鋼硫分布時(shí)，可以看到由于驟冷硫的分布比其它樣品要更均勻。利用重熔樣品建立的校準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)定碳和錳的含量，常規(guī)重融方法中樣品含有氫組分或模具中殘留空氣，熔樣中的元

8、素會(huì)有少量損失。而使用現(xiàn)代化帶有真空或保護(hù)氣體隔室和澆鑄臂的感應(yīng)重熔爐熔樣，與常規(guī)保護(hù)氣體吹掃式重熔爐比較，在重熔元素?fù)p失會(huì)減少23。當(dāng)加入0.10.2%的箔片狀或碎削Al，ZrO2脫氧劑時(shí)，熔樣損失幾乎不存在。用光譜儀測(cè)定生鐵和鋼中的含碳量，樣品熔融后固化成白色，這表明生鐵中的碳含量分布是均勻的。不單純憑借經(jīng)驗(yàn)，用現(xiàn)代的重熔技術(shù)，可以達(dá)到熔樣分布均勻的結(jié)果。目前，許多鐵合金使用感應(yīng)加熱方法重熔，如鐵釩、鐵錳、鐵鉻、鐵磷、鐵鎳、鐵鉬、鐵