진공 아크로 공정은 고순도 금속과 합금을 생산하는 데 사용되는 특수한 야금 기술입니다.전기 아크를 사용하여 진공 상태에서 원료를 녹인 다음 정제 및 제어된 응고 과정을 거칩니다.이 공정은 항공우주 부품, 의료용 임플란트, 첨단 전자제품 등 정밀한 기계적 특성을 지닌 초정밀 소재를 필요로 하는 분야에 매우 중요합니다.주요 단계에는 진공 환경 조성, 아크 시작, 용융된 재료 정제, 최종 제품의 세심한 냉각이 포함됩니다.각 단계에서는 최종 제품의 일관된 품질과 성능을 보장하기 위해 온도, 압력, 냉각 속도와 같은 매개변수를 정밀하게 제어해야 합니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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진공 생성
- 첫 번째 중요한 단계는 용광로 챔버에서 대기 가스를 제거하여 불활성 환경을 만드는 것입니다.이렇게 하면 처리되는 재료의 산화, 탈탄 및 오염을 방지할 수 있습니다.
- 강력한 진공 펌프를 사용하여 높은 진공 수준(일반적으로 10^-3~10^-6 토르)을 달성합니다.진공 청소로 진공 청소로 는 공정 전반에 걸쳐 이러한 환경을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
- 진공 환경은 또한 후속 단계에서 용융 금속에서 용존 가스를 제거하는 데 도움이 됩니다.
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아크 개시
- 소모성 전극(원자재)과 수냉식 구리 도가니 사이에 전기 아크가 생성됩니다.
- 이 아크는 내화성 금속과 합금을 녹이기에 충분한 극한의 온도(최대 3000°C 이상)를 생성합니다.
- 전류는 안정적인 아크 상태를 유지하기 위해 SCR 전원 공급 장치를 통해 세심하게 제어됩니다.
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정제 단계
- 금속이 녹으면서 기화 및 화학 반응을 통해 불순물과 용존 가스가 제거됩니다.
- 진공 환경은 수소, 산소, 질소와 같은 휘발성 원소의 제거를 용이하게 합니다.
- 비금속 개재물은 용융 금속에서 분리될 수 있는 표면으로 떠오릅니다.
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온도 제어
- PID 루프 제어 시스템을 사용하여 정밀한 온도 관리(±1°C 제어)가 유지됩니다.
- 재료 요구 사항에 따라 다양한 온도 범위(1000°C~2200°C)를 사용할 수 있습니다.
- 재료 사양에 따라 가열 및 냉각 속도를 조정할 수 있습니다.
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냉각 및 응고
- 용융 금속은 원하는 미세 구조와 특성을 얻기 위해 제어된 방식으로 응고됩니다.
- 특정 애플리케이션의 경우 담금질 시스템을 사용하여 냉각을 가속화할 수 있습니다.
- 그 결과 조성이 균일하고 기계적 특성이 개선된 정제된 잉곳을 얻을 수 있습니다.
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로딩 및 언로딩
- 재료는 용광로 크기에 따라 적절한 방법(수동, 카트 또는 롤링 랙)을 사용하여 적재합니다.
- 적절한 적재는 고른 열 분배를 보장하고 처리 중 오염을 방지합니다.
- 대형 용광로에서는 효율성을 높이기 위해 자동화된 처리 시스템을 사용할 수 있습니다.
진공 환경이 오염을 방지할 뿐만 아니라 실제로 재료의 최종 특성을 향상시키는 방법에 대해 생각해 보셨나요?이러한 두 가지 이점으로 인해 재료 순도가 제품 신뢰성과 직결되는 고성능 응용 분야에 진공 공정은 필수 불가결한 요소입니다.
요약 표:
| 단계 | 주요 작업 | 목적 |
|---|---|---|
| 진공 생성 | 강력한 펌프를 사용하여 대기 중 가스 제거 | 산화/오염 방지, 용존 가스 제거 |
| 아크 개시 | 전극과 도가니 사이에 전기 아크(최대 3000°C) 생성 | 내화성 금속/합금 용해 |
| 정제 단계 | 기화를 통해 불순물 제거, 비금속 개재물 분리 | 고순도 용융 금속 달성 |
| 온도 제어 | PID 시스템으로 ±1°C 정밀도 유지(1000°C-2200°C 범위) | 재료별 열 조건 보장 |
| 냉각/응고 | 냉각 또는 담금질 제어 | 미세 구조 및 기계적 특성 최적화 |
| 로딩/언로딩 | 고른 열 분배를 위한 수동/자동 핸들링 사용 | 오염 방지, 효율성 향상 |
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