진공 유도 용해로(VIM)는 전자기 유도 가열과 진공 환경을 결합하여 금속을 용해하고 정제하는 방식으로 작동합니다. 이 공정은 진공 챔버 내의 도가니 안에 금속 전하를 넣는 것으로 시작됩니다. 도가니를 둘러싼 수냉식 구리 코일에 교류 전류가 흐르면서 빠르게 변화하는 자기장이 생성됩니다. 이는 전도성 금속에 와전류를 유도하여 재료를 녹이는 저항 가열을 일으킵니다. 동시에 진공 펌프가 챔버에서 가스를 제거하여 산화와 오염을 방지합니다. 작업자는 AC 전원 공급을 조정하여 온도를 정밀하게 제어함으로써 우수한 재료 특성을 가진 고순도 합금을 생산할 수 있습니다. 이 시스템의 폐쇄 루프 설계는 용융 및 주조 공정 전반에 걸쳐 엄격한 환경 제어를 유지하면서 에너지 효율성을 보장합니다.
핵심 포인트 설명:
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진공 환경 조성
- 퍼니스는 먼저 강력한 진공 펌프를 사용하여 공기를 배출하여 산소가 없는 분위기를 조성합니다.
- 이를 통해 반응성 금속의 산화를 방지하고 용융물에서 용존 가스를 제거합니다.
- 일반적인 진공 수준은 재료 요구 사항에 따라 10^-2 ~ 10^-5 mbar 범위입니다.
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전자기 유도 가열
- 교류(일반적으로 50~10,000Hz)가 유도 코일을 통해 흐릅니다. (진공 유도 용해로)
- 코일의 자기장은 전도성 금속 전하 내에서 와전류를 유도합니다.
- 금속 저항이 이 전기 에너지를 열로 변환하여 최대 1800°C의 온도에 도달합니다.
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온도 제어 시스템
- 전원 공급 장치 조절로 코일 전류를 조정하여 정확한 용융 온도를 유지합니다.
- 고급 시스템은 실시간 온도 모니터링을 위해 적외선 고온계를 사용합니다.
- 금속마다 최적의 결과를 위해 특정 온도 프로파일이 필요합니다.
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용융 및 정제 공정
- 진공 환경으로 휘발성 불순물 제거 및 가스 제거 가능
- 제어된 조건에서 합금 원소 첨가 가능
- 과열 기능으로 주조 응용 분야의 금속 유동성 향상
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재료 취급 이점
- 전자기 커플링을 통해 가열이 이루어지므로 도가니 오염이 발생하지 않습니다.
- 빠른 용융 주기로 생산 효율성 향상
- 소량 배치 및 연속 생산 모두에 적합
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안전 및 환경적 특징
- 폐쇄형 시스템으로 유해 가스에 대한 노출 방지
- IGBT 전원 공급 장치로 전기 간섭 최소화
- 에너지 효율적인 설계로 전체 전력 소비 감소
진공 기술과 유도 가열의 결합으로 순도와 정밀한 조성 제어가 중요한 항공우주 합금, 초합금 및 기타 고성능 재료에 특히 유용한 다목적 용융 시스템이 탄생했습니다. 최신 시스템에는 레시피 관리, 공정 모니터링, 데이터 로깅을 위한 컴퓨터 제어 기능이 통합되어 반복 가능한 결과를 보장하는 경우가 많습니다.
요약 표:
| 주요 기능 | 기능 |
|---|---|
| 진공 환경 | 산화를 방지하고 용존 가스를 제거합니다(10^-2 ~ 10^-5 mbar 범위). |
| 유도 가열 | AC 전원 코일이 와류를 유도하여 효율적으로 녹입니다(최대 1800°C). |
| 온도 제어 | 조정 가능한 전원 공급 장치 및 고온계로 정밀한 열 프로파일 보장 |
| 정제 프로세스 | 금속 가스 제거, 불순물 제거, 합금 제어 가능 |
| 재료 취급 | 도가니 오염 없음, 소량 또는 연속 생산에 적합 |
| 안전 및 효율성 | 폐쇄 루프 설계로 위험과 에너지 소비 최소화 |
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- IGBT 전원 공급 장치를 사용한 에너지 효율적인 설계
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