يُستخدم الصهر بالحث الفراغي (VIM) في المقام الأول لمعالجة السبائك المتخصصة والغريبة، خاصةً تلك المستخدمة في الصناعات عالية التقنية مثل قطاعي الفضاء الجوي والنووي. وتنطوي هذه الطريقة على صهر المعادن في ظروف التفريغ باستخدام الحث الكهرومغناطيسي، مما يساعد في تكرير المعادن والسبائك عالية النقاء، وإعداد الأقطاب الكهربائية لإعادة الصهر، وصب المكونات الحرجة مثل تلك المستخدمة في محركات الطائرات.
الشرح التفصيلي:
-
الغرض والتطبيق:
-
تم تطوير عملية الصهر بالحث الفراغي في الأصل لمواد مثل السبائك الفائقة، والتي تعتبر بالغة الأهمية في التطبيقات عالية الأداء نظرًا لقوتها ومقاومتها لدرجات الحرارة والبيئات القاسية. كما تنطبق هذه العملية أيضًا على الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن الأخرى التي تتطلب درجة نقاء عالية أو حساسة للملوثات الجوية مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين.وصف العملية:
-
تتضمن عملية VIM وضع المعدن أو السبيكة في بوتقة داخل غرفة تفريغ. يُستخدم ملف حثي يحمل تياراً متردداً لتوليد مجال مغناطيسي. يستحث هذا المجال تيارات دوامية كهربائية في المعدن، والتي بدورها تولد حرارة من خلال المقاومة، مما يؤدي إلى ذوبان المعدن. وتمنع بيئة التفريغ الأكسدة والتفاعلات الكيميائية الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور جودة المعدن.
-
التطور التاريخي:
- تم تسجيل أول براءة اختراع لمفهوم الصهر بالحث الفراغي في ألمانيا في عام 1918 من قِبل شركة Heraeus Vacuumschmelze والدكتور فيلهلم رون. تم تطوير أول نموذج أولي في الولايات المتحدة بواسطة إدوين فيتش نورثروب في عام 1920. وتطورت هذه التقنية مع إدخال أفران متوسطة التردد في إنجلترا والسويد في عام 1927، مما عزز من كفاءتها وقابليتها للتطبيق.
- استخدامات محددة:تكرير المعادن والسبائك عالية النقاء:
- تُعد تقنية VIM ضرورية لإنتاج المعادن والسبائك بأقل قدر من الشوائب، وهي ضرورية للتطبيقات الحرجة مثل أشباه الموصلات والزراعات الطبية.الأقطاب الكهربائية لإعادة الصهر:
- يتم تحضير الأقطاب الكهربائية عالية الجودة المستخدمة في عمليات مثل إعادة الصهر الكهربائي (ESR) وإعادة الصهر بالقوس المفرغ (VAR) باستخدام VIM.عصا السبائك الرئيسية للصب الاستثماري:
-
يُستخدم VIM لإنشاء السبائك التي تُستخدم كمادة أساسية لعمليات الصب المعقدة.صب مكونات محركات الطائرات:
تعتمد صناعة الطيران على VIM في صب المكونات التي يجب أن تتحمل الظروف القاسية لضمان المتانة والأداء.
المعدات والظروف:
