مقدمة عن فرن الصهر بالحث الفراغي
مبدأ العمل تحت ظروف التفريغ، يتم الحصول على تيار حثي في الملف الحثي من خلال مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، وذلك لتحقيق الغرض من التسخين. يمر التيار بتردد معين عبر الملف الكهرومغناطيسي المحيط بالمادة المعدنية، ويولد التيار المتغير مجالًا مغناطيسيًا حثيًا، مما يؤدي إلى توليد تيار حثي داخل المعدن وتوليد كمية كبيرة من الحرارة، تستخدم لتسخين المادة. عندما تكون الحرارة منخفضة نسبيًا، يمكن استخدامها في عمليات مثل المعالجة الحرارية بالحث الفراغي. وعندما تكون الحرارة عالية، فإن الحرارة المتولدة كافية لإذابة المعدن، وتستخدم لإعداد المواد المعدنية أو السبائك.
عنصر التسخين: ملف الحث النحاسي الأرجواني
أقصى درجة حرارة: 1800 درجة مئوية
درجة التفريغ القصوى: 7x10-3Pa
وقت التسخين: بعد اكتمال التفريغ، يبدأ التسخين، وعادة ما يصل المعدن إلى حالة الانصهار في غضون 30 دقيقة.
عملية الصهر: التغذية----->التفريغ----->التسخين بالكهرباء للصهر------>التكرير----->الصب
استخدامات فرن التفريغ
يستخدم بشكل أساسي في إنتاج مواد السبائك الخاصة مثل السبائك الفائقة القائمة على النيكل، سبائك التيتانيوم، الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ فائق القوة.
مناسب لأقسام البحث العلمي والإنتاج لصهر وصب الفولاذ الخاص القائم على النيكل، السبائك الدقيقة، الحديد والنيوديميوم والمنجنيز، المعادن النشطة، السبائك الفائقة، مواد تخزين الهيدروجين، المواد المغناطيسية، وتعدين المساحيق، إلخ، تحت ظروف التفريغ أو الجو الواقي.
مزايا ومميزات المعدات
1. سرعة تسخين عالية؛
2. استخدام مصدر طاقة عالي الكفاءة، مع فقدان حرارة منخفض وكفاءة تسخين عالية؛
3. أكسدة سطح المنتج قليلة، وجودة عالية؛
4. القدرة على التحكم بدقة في محتوى مكونات المنتج؛
5. سهولة وبساطة التشغيل.
التركيب الهيكلي لفرن الصهر بالحث الفراغي
يعتمد جسم الفرن هيكلًا رأسيًا أو أفقيًا، ويتكون بشكل أساسي من غلاف الفرن، المحث، البوتقة، آلية إمالة الفرن، آلية قالب السباكة، جهاز الإمداد بالطاقة، نظام تبريد الماء، نظام التفريغ، ونظام التحكم، إلخ. يمكن تجهيز غلاف الفرن بنافذة مراقبة، وأجهزة لقياس درجة الحرارة، والتغذية، وأخذ العينات، والتفريغ، إلخ.
1، جسم الفرن
وحدة تغذية السبائك مدمجة. من خلال تدوير عجلة يدوية وحدة التغذية، يمكن تحقيق إضافة المواد تباعاً إلى المعدن السائل المنصهر في البوتقة.
تم تركيب نافذة مراقبة على غطاء الفرن لتسهيل مراقبة ظروف العمل داخل الفرن. في العادة، يتم تغطية زجاج المراقبة بلوح واقي لتجنب تلوثه بالرواسب البخارية للمعدن.
يمكن وضع بوتقات مسبقة التكليس داخل المحث، أو يمكن تشكيل بوتقة على الجدار الداخلي للمحث. تعتمد المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في صنع البوتقة على نوع المعدن الذي سيتم صهره.
مصنوع من مواد عالية الجودة مقاومة لدرجات الحرارة العالية، ويتميز بقوة عالية، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة للتآكل، وقدرة على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.
مصنوع من فولاذ كربوني عالي القوة، وبعد إزالة الصدأ بالتخليل والفوسفات، يتم رشه بالطلاء الكهروستاتيكي، مما يجعله جميلاً وأنيقاً.
غلاف فرن مزدوج الطبقات مبرد بالهواء، مزود بـ 2-4 مراوح تبريد داخلية، لضمان بقاء درجة حرارة سطح غلاف الفرن أقل من 60 درجة مئوية.
2، نظام التسخين بالحث
يشمل معدات مثل مصدر الطاقة، ملف الحث، ونظام التبريد، مما يمكن من تحقيق تحكم دقيق في درجة الحرارة وتسخين متجانس.
يقع المحث الذي يولد تيار الحث المستخدم في صهر المعادن داخل غلاف الفرن. يتم لف المحث من أنبوب نحاسي مربع أرجواني، ويتم تثبيت المحث برأسين توصيل على الأقطاب الكهربائية، مما يسهل تجميعه وتفكيكه.
3، نظام التفريغ
وحدة تفريغ تتكون من مضخة ميكانيكية + مضخة روتس + مضخة انتشار، ويمكن أن تصل درجة التفريغ التشغيلية إلى 6×10^(-3) باسكال.
نظام التحكم:
يشمل معدات مثل نظام الطاقة، ونظام التحكم PLC، مما يمكن من تحقيق التجارب الآلية والتحكم عن بعد.
4، نظام الأمان
يشمل معدات مثل كاشفات الدخان وأجهزة الإنذار، مما يضمن سلامة التجربة.
خطوات تشغيل فرن الصهر الفراغي
الخطوة الأولى: التغذية
1. يجب أن تخضع المواد الخام المستخدمة في الصهر الفراغي لمعالجة تنظيف خاصة لإزالة الملوثات السطحية، والدهون، وما إلى ذلك، ويجب تجفيفها لإزالة الرطوبة. يجب قص المواد المعقدة للغاية مثل خردة السبائك المستردة، وإزالة طبقة الأكسيد السطحية والمواد غير المعدنية منها.
2. مبدأ الشحن هو أن يكون الجزء السفلي محكماً والجزء العلوي فضفاضاً، وتوضع المواد الطويلة والقضبان المعقدة الشكل في الأسفل، وتملأ الفراغات بقطع صغيرة. توضع المواد ذات الشكل المنتظم عند فوهة البوتقة لتجنب تكون "جسر" أثناء عملية الصهر. يمكن تجميع بعض المواد الحبيبية باتجاه مخرج الصب.
3. يجب أن تكون عملية التعبئة خفيفة لتجنب تلف البوتقة وتكوين شوائب في المعدن السائل.
الخطوة الثانية: التفريغ
أولاً، قم بتشغيل مضخة التفريغ الميكانيكية ذات الريشة الدوارة ذات المرحلتين لتفريغ جسم الفرن. في الوقت نفسه، قم بتوصيل مضخة الانتشار بالكهرباء، وابدأ بتسخين زيت مضخة الانتشار. عندما تصل درجة التفريغ التي تم سحبها بواسطة المضخة الميكانيكية إلى 15 باسكال، وتكون مضخة الانتشار قد سخنت لمدة 50 دقيقة تقريباً، يمكن حينئذٍ إغلاق صمام المضخة الميكانيكية وفتح صمام مضخة الانتشار، لتفريغ جسم الفرن إلى درجة التفريغ العالية المطلوبة.
الخطوة الثالثة: التسخين بالكهرباء للصهر
1. أولاً، يتم تشغيل مصدر الطاقة متوسط التردد للثيريستور، ويتم زيادة جهد تشغيل المحث تدريجياً. في الظروف العادية، يبدأ دائماً بإدخال طاقة أقل، وذلك لتجنب الارتفاع المفاجئ والحاد في درجة حرارة الفرن بسبب الطاقة الزائدة، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الغازات داخل الفرن في فترة قصيرة، وبالتالي انخفاض كبير في درجة التفريغ. لذلك، يكون معدل زيادة الطاقة بشكل عام بحيث لا يتسبب في انخفاض كبير في درجة التفريغ.
2. يجب أن يكون الحد الأقصى لقدرة الفرن الكهربائي محدوداً بالقيم القصوى لجهد التيار متوسط التردد والتيار.
الخطوة الرابعة: التكرير
1. بعد ذوبان شحنة الفرن بالكامل، عند الحاجة لإضافة سبيكة، يمكن تدوير العجلة اليدوية على وحدة تغذية السبائك. تسقط السبيكة في دلو التغذية القلاب، وبتحريك مقبض تشغيل الدلو القلاب برفق باليد، يمكن إضافة السبيكة إلى البوتقة بالسرعة المطلوبة.
2. بعض السبائك عند إضافتها إلى البوتقة قد تسبب تناثرًا بسهولة، في هذه الحالة يجب الانتباه إلى أن سرعة إضافة السبيكة يجب ألا تكون سريعة جدًا، وأحيانًا يتم اتباع طريقة
الخطوة الخامسة: الصب
عند الانتهاء من التكرير، يمكن صب المعدن السائل في قالب السبائك عن طريق إمالة البوتقة دون الحاجة لقطع الطاقة. انتبه، لا تدع المعدن السائل ينسكب خارج قالب السبائك.
الملحقات القياسية للمعدات الكاملة
1. جسم الفرن 1 مجموعة؛
2. خزانة التحكم 1 وحدة؛
3. سخان الحث (يشمل بوتقة الجرافيت) 1 مجموعة؛
4. نظام التفريغ 1 مجموعة؛
الملحقات الاختيارية
1. سخان الحث (يشمل بوتقة الجرافيت)
2. حلقة ختم السيليكون
3. زيت مضخة التفريغ