感應加熱重熔技術

1、1感應加熱重熔技術最新進展感應加熱重熔技術最新進展真空真空氣體保護氣氛感應加熱重熔爐氣體保護氣氛感應加熱重熔爐前言：前言：在現代化金屬生產和加工、合金研究、鑄造、冶金以及核技術領域，發(fā)射光譜、X熒光光譜分析已經應用了多年。這些儀器大多是全自動和計算機控制進行日常分析，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，并通過氣動系統(tǒng)以最快的方式把熔樣直接送到實驗室進行分析。金屬加工廠的樣品則是

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)質合金、貴重金屬等目前都是按照這種方法進行的。感應熔融重熔技術的優(yōu)點是，制樣快，精確，近乎無材料損失，操作簡單，重復性好，成本低。如果采用真空熔融或保護氣體正壓保護的情況下熔融，則更不會出現材料損失或氧化。同時樣品均勻。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、應熔融的工作原理基于變壓器能量轉換原理，由一次線圈和二次線圈組成。層片狀的鐵心作為偶合元件，電磁場在一次線圈和二次線圈之間進行能量轉換，直接達到感應加熱的目的。換能器產生高頻磁場，金屬表面出現二次電流。由于材料性能，電流轉換成熱量。這種雜散電流有足夠的能量使金屬熔化，并使其過熱至澆鑄溫度。雜散電流使金屬熔體運動，保證熔體良好混合。眾所周知，氧、氮等會對金屬有負面影響，使其熔融困難。即便用保護氣體吹掃坩堝和樣品也無稽于事。在熔融狀態(tài)和澆鑄

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

5、體沖刷，以3將樣品壓縮得以改善。使用X射線熒光光譜分析，和火花散射光譜分析時制備的樣品為圓片，直徑約1060mm。樣品量為1080g（相對于鐵比重）。通常，標準樣品直徑3540mm，厚5mm。模具由外層基礎材料和澆鑄內層材料組成，內外層可以分開。同時可以固定在澆鑄臂上。較新的模具還有一個單獨的墊片覆在外層材料，可以防止樣品過熱熔掉模具。由于機械性能和熱穩(wěn)定性能，銅模具使用鋯銅合金。在有色金屬領域的某些應用種，使用高密度導電石墨模具。上述

6、應用應避免過熱或模具熔化。通常導熱良好和快速凝固是較為滿意的條件。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。實踐表明，需要坩堝能夠具有多用性，這個問題要靠多領域應用者的合作來解決。目前，世界上有幾家生產商制作重熔坩堝，擁有專利權的重熔爐制造商，以及滿足用戶坩堝形狀要求的制造商。坩堝的應用開發(fā)主要在4個方面：多次使用的坩堝，無污染的熔融坩堝，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。這些材料短時間內都可以耐2000C的高溫，這些對于高性能合金，高熔點材料已經足夠了。經驗：經驗：使用保護氣氛或真空條件下感應加熱、自動澆鑄工藝，可以制備常規(guī)鋼樣，并可以在散射光譜和X熒光光譜下準確地分析樣品。在分析車削鋼硫分布時，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曲線測定碳和錳的含量，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、素會有少量損失。而使用現代化帶有真空或保護氣體隔室和澆鑄臂的感應重熔爐熔樣，與常規(guī)保護氣體吹掃式重熔爐比較，在重熔元素損失會減少23。當加入0.10.2%的箔片狀或碎削Al，ZrO2脫氧劑時，熔樣損失幾乎不存在。用光譜儀測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。不單純憑借經驗，用現代的重熔技術，可以達到熔樣分布均勻的結果。目前，許多鐵合金使用感應加熱方法重熔，如鐵釩、鐵錳、鐵鉻、鐵磷、鐵鎳、鐵鉬、鐵