진공 아크 용융, 특히 진공 아크 재용융(VAR)은 주로 고품질 금속 합금을 생산하는 데 사용되는 2차 용융 공정입니다. 이 공정은 항공우주, 에너지 및 원자력 분야와 같은 산업에서 중요한 애플리케이션에 특히 중요합니다.
진공 아크 용융은 어떻게 작동하나요? 고품질 금속 합금을 위한 4가지 핵심 단계
1. 설정 및 초기 용융
VAR 공정은 원통형 소모성 전극으로 시작됩니다. 이 전극은 일반적으로 이전에 주조된 금속 합금으로 만들어집니다. 전극은 수냉식 구리 도가니 위에 위치한 진공 챔버에 배치됩니다. 도가니는 아크를 제어하기 위해 전극보다 더 큰 직경을 갖도록 설계되었습니다. 재용해할 동일한 합금의 소량을 도가니 바닥에 놓습니다.
2. 아크 형성 및 용융
도가니의 전극과 금속 사이에 직류 전기 아크가 형성됩니다. 이 아크는 거의 5000K의 온도에 도달하여 전극의 바닥을 빠르게 녹입니다. 용융된 금속 방울이 아크를 통과하여 도가니로 떨어지면서 용융 풀을 형성합니다.
3. 제어된 응고
금속이 계속 녹아 도가니로 떨어지면서 도가니의 수냉식 벽으로 인해 빠르게 냉각되어 응고됩니다. 응고 공정은 균일하고 정제된 잉곳이 형성되도록 면밀하게 제어됩니다. 냉각 속도, 전극과 도가니 사이의 간격, 사용되는 전류는 최종 제품의 품질에 영향을 미치는 중요한 매개 변수입니다.
4. 정제 및 정제
VAR 공정의 진공 환경과 고온은 불순물 제거와 금속 결정 구조의 정제를 촉진합니다. 이는 내화물과 접촉하지 않고 정제할 수 있는 티타늄 및 지르코늄과 같은 반응성 금속과 내포물의 청결도를 향상시키는 강철 및 초합금에 특히 중요합니다.
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