니켈계 합금의 일반적인 제련 공정

니켈계 합금은 니켈계 내열합금, 니켈계 내식합금, 니켈계 내마모합금, 니켈 기반 정밀 합금 및 니켈 기반 형상 기억 합금. 그들은 모두 항공 엔진 블레이드 및 로켓 엔진, 원자로, 에너지 변환 장비 등을 제조하는 데 자주 사용되는 니켈 기반 초합금과 같은 매우 중요한 응용 분야를 가지고 있으며 항공, 발전의 고급 분야에 사용됩니다. , 국방, 의료 및 원자력 산업.

니켈 기반 합금의 원래 구성 요소의 높은 융점과 순도에 대한 높은 요구 사항으로 인해 니켈 기반 합금 제련 공정은 매우 독특한 기존 제련 방법과 다릅니다. 요약은 다음과 같습니다.

1. 진공 유도 용해(VIM)
진공 유도 용융(VIM)은 진공 상태에서 용광로 장입물을 가열하기 위해 금속 전도체에 와전류를 생성하기 위해 전자기 유도를 사용하여 제련하는 방법입니다.
VIM은 용융 액체가 대기 중의 수소, 산소 및 질소와 접촉하는 것을 방지하기 위해 화학 조성을 최대한 제어할 수 있습니다. 전자기 교반은 용융 액체를 균일하게 만들 수 있을 뿐만 아니라 반응물을 용융 및 진공 계면으로 지속적으로 가져와 후속 정제 반응이 원활하게 진행될 수 있도록 합니다. 가스 함량과 비금속 개재물의 휘발 및 침전은 대부분의 초합금의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
VIM 용광로는 니켈 기반 초합금, 내부식성 합금 및 기타 특수 합금 재료 생산을 위한 중요한 제련 장비입니다. 특히 알루미늄 및 티타늄과 같이 더 많은 활성 원소를 포함하는 합금의 경우 진공 유도 용해를 채택해야 합니다.

2. 일렉트로슬래그 재용해(ESR)
일렉트로슬래그 재용해(ESR)는 용융된 슬래그에 전류가 흐를 때 발생하는 저항열을 열원으로 하여 제련하는 방법이다. 전류가 액체 슬래그 풀의 저항 열을 통과하여 금속 전극을 녹이고 용융 금속이 물방울로 수렴하는 것입니다. 물방울이 떨어지면 슬래그 층을 통과하여 금속 용융 풀에 들어간 다음 수냉식 결정화 장치에서 결정화 및 강괴로 굳어집니다. 일렉트로 슬래그 야금은 현재 고품질 재료를 생산하는 중요한 수단입니다. 고온 용융, 화학 정제 및 축합 결정화를 결합하여 고품질 잉곳을 생산합니다. 고순도, 저황 함량, 비금속 개재물이 적고 잉곳 표면이 매끄럽고 균일하고 조밀 한 결정화, 균일 한 금속 구조 및 화학 성분의 장점이 있으며 항공 우주, 군사, 에너지, 조선, 전자, 석유화학 중장비 및 운송은 국가 경제의 중요한 영역입니다.

3. 진공소모성아크용해(VAR)
VAR(Vacuum Arc Remelting)은 DC 전원 공급 장치를 사용하여 전극과 진공 상태에서 워터 재킷에 놓인 구리 도가니 베이스 플레이트 사이에 아크를 생성하는 것입니다. 아크 가열은 고열을 발생시켜 전극을 녹이고 전극을 녹이고 수냉식 구리 도가니에 용융 풀을 형성합니다. 용융 금속은 빠른 응고, 결정화 및 응고를 잉곳으로 완료합니다.
진공 아크 제련은 일반적으로 스테인레스 스틸, 초합금, 티타늄 지르코늄 탄탈륨 니오븀 텅스텐 몰리브덴 등과 같이 쉽게 산화 가능한 금속 및 합금을 정제하여 활성 원소(예: Al 및 Ti)의 손실을 줄이고 잉곳 응고 공정에 사용됩니다. 제어가 가능하여 잉곳의 청결도, 균일성, 내피로성 및 파괴 인성이 크게 향상됩니다. 따라서 조직의 일관성과 균일성이 양호하고 개재물 수가 적으며 합금의 순도가 더욱 향상됩니다. 진공 아크 제련은 특수강, 티타늄, 몰리브덴 및 니오븀과 같은 활성 및 내화 금속을 제련하는 데 매우 적합합니다.

국내외 고급 초합금, 내식합금 등 대부분의 특수소재가 단일 공정이 아닌 이중 또는 삼중 공정 즉, 진공 유도로 + 일렉트로슬래그 재용해로(VIM) + ESR) 또는 진공 유도로 + 진공 소모성 전기로(VIM + VAR). (VIM + ESR + VAR)에서 생산되는 군용 제품과 같은 일부 가혹한 산업도 있습니다.