Berita

Peleburan Induksi Vakum
Pengecoran vakum (peleburan induksi vakum – VIM) dikembangkan untuk pemrosesan paduan khusus dan eksotis, dan karenanya menjadi semakin umum karena material canggih ini semakin banyak digunakan. VIM dikembangkan untuk melebur dan mengecor superpaduan dan baja berkekuatan tinggi, yang banyak di antaranya memerlukan pemrosesan vakum karena mengandung unsur refraktori dan reaktif seperti Ti, Nb, dan Al. Metode ini juga dapat digunakan untuk baja tahan karat dan logam lainnya ketika diinginkan hasil peleburan awal yang berkualitas tinggi.

Sesuai namanya, proses ini melibatkan peleburan logam dalam kondisi vakum. Induksi elektromagnetik digunakan sebagai sumber energi untuk melebur logam. Peleburan induksi bekerja dengan menginduksi arus eddy listrik pada logam. Sumbernya adalah kumparan induksi, yang membawa arus bolak-balik. Arus eddy memanaskan dan akhirnya melelehkan muatan tersebut.

Tungku tersebut terdiri dari jaket baja kedap udara dan berpendingin air yang mampu menahan vakum yang dibutuhkan untuk pemrosesan. Logam dilebur dalam wadah yang ditempatkan di dalam kumparan induksi berpendingin air, dan tungku biasanya dilapisi dengan bahan tahan api yang sesuai.

Logam dan paduan yang memiliki afinitas tinggi terhadap gas – khususnya nitrogen dan oksigen – sering dilebur/dimurnikan dalam tungku induksi vakum untuk mencegah kontaminasi/reaksi dengan gas-gas tersebut. Oleh karena itu, proses ini umumnya digunakan untuk pengolahan material dengan kemurnian tinggi atau material dengan toleransi ketat pada komposisi kimia.

T: Mengapa peleburan induksi vakum digunakan?

A: Peleburan induksi vakum awalnya dikembangkan untuk pemrosesan paduan khusus dan eksotis, dan karenanya menjadi lebih umum karena material canggih ini semakin banyak digunakan. Meskipun dikembangkan untuk material seperti superalloy, metode ini juga dapat digunakan untuk baja tahan karat dan logam lainnya.
Bagaimana caranya?tungku induksi vakumbekerja?
Bahan dimasukkan ke dalam tungku induksi di bawah vakum dan daya dialirkan untuk melelehkan bahan tersebut. Muatan tambahan ditambahkan untuk membawa volume logam cair ke kapasitas leleh yang diinginkan. Logam cair dimurnikan di bawah vakum dan komposisi kimianya disesuaikan hingga komposisi kimia leleh yang tepat tercapai.
Apa yang terjadi pada logam di dalam ruang hampa?
Secara khusus, sebagian besar logam membentuk lapisan oksida pada permukaan apa pun yang terpapar udara. Lapisan ini berfungsi sebagai perisai untuk mencegah ikatan. Dalam ruang hampa, tidak ada udara sehingga logam tidak akan membentuk lapisan pelindung tersebut.

Keunggulan Peleburan VIM
Tergantung pada produk dan proses metalurgi, tingkat vakum selama fase pemurnian berkisar antara 10⁻¹ hingga 10⁻⁴ mbar. Beberapa keuntungan metalurgi dari pemrosesan vakum adalah:
Peleburan dalam atmosfer bebas oksigen membatasi pembentukan inklusi oksida non-logam dan mencegah oksidasi unsur-unsur reaktif.
Tercapainya toleransi komposisi dan kandungan gas yang sangat presisi.
Penghilangan unsur jejak yang tidak diinginkan dengan tekanan uap tinggi
Penghilangan gas terlarut – oksigen, hidrogen, nitrogen
Penyesuaian komposisi paduan dan suhu lebur yang tepat dan homogen.
Peleburan dalam ruang hampa menghilangkan kebutuhan akan penutup terak pelindung dan mengurangi potensi kontaminasi terak atau inklusi yang tidak disengaja dalam ingot.
Oleh karena itu, operasi metalurgi seperti defosforisasi dan desulfurisasi terbatas. Metalurgi VIM terutama ditujukan pada reaksi yang bergantung pada tekanan, seperti reaksi karbon, oksigen, nitrogen, dan hidrogen. Penghilangan unsur jejak volatil yang berbahaya, seperti antimon, tellurium, selenium, dan bismut, dalam tungku induksi vakum sangat penting secara praktis.

Pemantauan yang tepat terhadap reaksi karbon berlebih yang bergantung pada tekanan untuk menyelesaikan deoksidasi hanyalah salah satu contoh fleksibilitas proses menggunakan proses VIM untuk produksi superalloy. Material selain superalloy didekarburisasi, didesulfurisasi, atau didistilasi secara selektif dalam tungku induksi vakum untuk memenuhi spesifikasi dan menjamin sifat material. Karena tekanan uap yang tinggi dari sebagian besar unsur jejak yang tidak diinginkan, unsur-unsur tersebut dapat dikurangi hingga tingkat yang sangat rendah melalui distilasi selama peleburan induksi vakum, khususnya untuk paduan dengan kekuatan yang sangat tinggi pada suhu operasi yang lebih tinggi. Untuk berbagai paduan yang harus memenuhi persyaratan kualitas tertinggi, tungku induksi vakum adalah sistem peleburan yang paling sesuai.

Metode-metode berikut dapat dengan mudah dikombinasikan dengan sistem VIM untuk menghasilkan lelehan yang bersih:
Pengendalian atmosfer dengan tingkat kebocoran dan desorpsi rendah.
Pemilihan material tahan api yang lebih stabil untuk pelapis wadah peleburan.
Pengadukan dan homogenisasi dengan pengadukan elektromagnetik atau gas pembersih
Pengendalian suhu yang tepat untuk meminimalkan reaksi wadah dengan lelehan.
Teknik penghilangan terak dan penyaringan yang tepat selama proses pengecoran.
Penerapan teknik pencucian dan penampungan air yang sesuai untuk penghilangan oksida yang lebih baik.