बातम्या

व्हॅक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग
व्हॅक्यूम कास्टिंग (व्हॅक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग – VIM) हे विशेष आणि दुर्मिळ मिश्रधातूंच्या प्रक्रियेसाठी विकसित केले गेले होते, आणि या प्रगत सामग्रीचा वापर वाढत असल्यामुळे ते आता अधिक सामान्य होत आहे. VIM हे सुपरअलॉय आणि उच्च-शक्तीच्या स्टीलला वितळवून ओतण्यासाठी विकसित केले गेले होते, ज्यापैकी अनेकांना व्हॅक्यूम प्रक्रियेची आवश्यकता असते कारण त्यामध्ये Ti, Nb आणि Al सारखे उच्च तापमान सहन करणारे आणि प्रतिक्रियाशील घटक असतात. जेव्हा उच्च-गुणवत्तेचा प्रारंभिक वितळलेला पदार्थ अपेक्षित असतो, तेव्हा स्टेनलेस स्टील आणि इतर धातूंसाठी देखील याचा वापर केला जाऊ शकतो.

नावाप्रमाणेच, या प्रक्रियेत निर्वात परिस्थितीत धातू वितळवला जातो. धातू वितळवण्यासाठी ऊर्जा स्रोत म्हणून विद्युत चुंबकीय प्रवर्तनाचा वापर केला जातो. प्रवर्तन वितळण्याची प्रक्रिया धातूमध्ये विद्युत आवर्त प्रवाह (eddy currents) प्रेरित करून कार्य करते. याचा स्रोत प्रवर्तन कॉइल (induction coil) असतो, ज्यातून प्रत्यावर्ती विद्युत प्रवाह (alternating current) वाहत असतो. हे आवर्त प्रवाह विद्युत प्रभाराला उष्णता देतात आणि अखेरीस वितळवतात.

भट्टीमध्ये प्रक्रियेसाठी आवश्यक निर्वात स्थिती सहन करण्यास सक्षम असलेले, हवाबंद आणि पाण्याने थंड केलेले पोलादी आवरण असते. पाण्याने थंड केलेल्या इंडक्शन कॉइलमध्ये ठेवलेल्या मुशीमध्ये धातू वितळवला जातो आणि भट्टीला सामान्यतः योग्य उष्णतारोधक पदार्थांचे अस्तर लावलेले असते.

ज्या धातू आणि मिश्रधातूंचा वायूंप्रति – विशेषतः नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनप्रती – उच्च आकर्षण असते, त्यांना या वायूंसोबत होणारे प्रदूषण/प्रतिक्रिया टाळण्यासाठी अनेकदा व्हॅक्यूम इंडक्शन फर्नेसमध्ये वितळवले/शुद्ध केले जाते. त्यामुळे ही प्रक्रिया सामान्यतः उच्च-शुद्धतेच्या पदार्थांवर किंवा ज्यांच्या रासायनिक रचनेत काटेकोरपणा असतो अशा पदार्थांवर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरली जाते.

प्रश्न: व्हॅक्यूम इंडक्शन मेल्टिंगचा वापर का केला जातो?

व्हॅक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग हे मूळतः विशेष आणि दुर्मिळ मिश्रधातूंच्या प्रक्रियेसाठी विकसित केले गेले होते आणि परिणामी, या प्रगत सामग्रीचा वापर वाढत असल्यामुळे ते आता अधिक सामान्य होत आहे. जरी ते सुपरअलॉयसारख्या सामग्रीसाठी विकसित केले गेले असले तरी, त्याचा वापर स्टेनलेस स्टील आणि इतर धातूंसाठी देखील केला जाऊ शकतो.
कसेव्हॅक्यूम इंडक्शन फर्नेसकाम?
निर्वात अवस्थेत इंडक्शन फर्नेसमध्ये पदार्थ भरला जातो आणि तो वितळवण्यासाठी वीजपुरवठा केला जातो. द्रवरूप धातूचे आकारमान अपेक्षित वितळण क्षमतेपर्यंत आणण्यासाठी अतिरिक्त पदार्थ भरले जातात. वितळलेल्या धातूचे निर्वात अवस्थेत शुद्धीकरण केले जाते आणि अचूक वितळण रसायनशास्त्र प्राप्त होईपर्यंत त्याच्या रासायनिक रचनेत बदल केले जातात.
निर्वात पोकळीत धातूचे काय होते?
विशेषतः, बहुतेक धातू हवेच्या संपर्कात येणाऱ्या कोणत्याही पृष्ठभागावर ऑक्साईडचा थर तयार करतात. हा थर बंध तयार होण्यापासून रोखण्यासाठी ढाल म्हणून काम करतो. अवकाशातील निर्वात पोकळीत हवा नसते, त्यामुळे धातू हा संरक्षक थर तयार करू शकणार नाहीत.

व्हीआयएम वितळण्याचे फायदे
उत्पादन आणि धातुशास्त्रीय प्रक्रियेनुसार, शुद्धीकरण टप्प्यादरम्यान व्हॅक्यूमची पातळी 10-1 ते 10-4 mbar च्या श्रेणीत असते. व्हॅक्यूम प्रक्रियेचे काही धातुशास्त्रीय फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:
ऑक्सिजनविरहित वातावरणात वितळल्यामुळे अधातू ऑक्साईडच्या समावेशांची निर्मिती मर्यादित होते आणि क्रियाशील मूलद्रव्यांचे ऑक्सिडीकरण रोखले जाते.
अत्यंत अचूक रचनात्मक सहनशीलता आणि वायू सामग्रीची प्राप्ती
उच्च बाष्प दाबाने अवांछित सूक्ष्म मूलद्रव्ये काढून टाकणे
विरघळलेल्या वायूंचे निष्कासन – ऑक्सिजन, हायड्रोजन, नायट्रोजन
अचूक आणि एकसंध मिश्रधातूची रचना आणि वितळण तापमानाचे समायोजन
निर्वात पोकळीत वितळवल्यामुळे संरक्षक स्लग आवरणाची गरज नाहीशी होते आणि इंगॉटमध्ये अपघाताने स्लग दूषित होण्याची किंवा अशुद्धी येण्याची शक्यता कमी होते.
या कारणामुळे, डीफॉस्फरायझेशन आणि डीसल्फरायझेशन यांसारख्या धातुशास्त्रीय प्रक्रिया मर्यादित असतात. व्हीआयएम (VIM) धातुशास्त्र प्रामुख्याने कार्बन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन आणि हायड्रोजनच्या अभिक्रियांसारख्या दाबावर अवलंबून असलेल्या अभिक्रियांवर लक्ष केंद्रित करते. व्हॅक्यूम इंडक्शन फर्नेसमध्ये अँटिमनी, टेल्युरियम, सेलेनियम आणि बिस्मथ यांसारख्या हानिकारक, बाष्पशील सूक्ष्म मूलद्रव्यांना काढून टाकणे हे अत्यंत व्यावहारिक महत्त्वाचे आहे.

डीऑक्सिडेशन पूर्ण करण्यासाठी अतिरिक्त कार्बनच्या दाबावर अवलंबून असलेल्या अभिक्रियेचे अचूक निरीक्षण करणे, हे सुपरअलॉयच्या उत्पादनासाठी व्हीआयएम (VIM) प्रक्रिया वापरण्याच्या बहुविधतेचे केवळ एक उदाहरण आहे. सुपरअलॉय व्यतिरिक्त इतर पदार्थ, विनिर्देश पूर्ण करण्यासाठी आणि पदार्थांच्या गुणधर्मांची हमी देण्यासाठी, व्हॅक्यूम इंडक्शन फर्नेसमध्ये डीकार्ब्युराइज्ड, डीसल्फ्युराइज्ड किंवा निवडकपणे डिस्टिल केले जातात. बहुतेक अवांछित सूक्ष्म मूलद्रव्यांच्या उच्च बाष्प दाबामुळे, व्हॅक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग दरम्यान डिस्टिलेशनद्वारे त्यांना खूप कमी पातळीवर आणले जाऊ शकते, विशेषतः उच्च कार्यकारी तापमानावर अत्यंत उच्च शक्ती असलेल्या अलॉयसाठी. ज्या विविध अलॉयना सर्वोच्च गुणवत्तेच्या आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे, त्यांच्यासाठी व्हॅक्यूम इंडक्शन फर्नेस ही सर्वात योग्य वितळण प्रणाली आहे.

स्वच्छ वितळण तयार करण्यासाठी खालील पद्धती VIM प्रणालीसोबत सहजपणे एकत्रित केल्या जाऊ शकतात:
कमी गळती आणि अपशोषण दरांसह वातावरण नियंत्रण
मुशीच्या अस्तरासाठी अधिक स्थिर उष्णतारोधक पदार्थाची निवड
विद्युतचुंबकीय ढवळण्याने किंवा वायू शुद्धीकरणाने ढवळणे आणि एकजीव करणे
वितळलेल्या पदार्थासोबत क्रुसिबलमध्ये होणाऱ्या रासायनिक अभिक्रिया कमी करण्यासाठी तापमानावर अचूक नियंत्रण.
ओतकाम प्रक्रियेदरम्यान योग्य गाळ काढण्याची आणि गाळण्याची तंत्रे
ऑक्साईड अधिक चांगल्या प्रकारे काढण्यासाठी योग्य लाँडर आणि टंडिश तंत्राचा वापर करणे.