真空アーク再溶解（VAR）プロセスは、主にステンレス鋼、ニッケル基合金、チタン基合金などの高価値合金の精製および精錬に使用される二次溶解技術です。このプロセスでは、電気アークを使用して真空条件下で出発電極を徐々に溶解し、その後、溶融金属を制御凝固させて高品位インゴットを形成します。
詳細説明
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プロセスの概要
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VARプロセスは、通常以前の製造工程で鋳造された出発電極から始まります。この電極は真空炉に入れられ、直流（DC）によって発生する電気アークにさらされます。アークからの高熱が電極の底部を溶かし、液滴が形成されて下の溶融プールに落ちる。このプールは水冷された金型内で連続的に凝固し、最終的なインゴットが形成される。精製メカニズム：
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真空環境は金属の精製に重要な役割を果たす。真空下では、Pb、Sn、Bi、Te、As、Cuなどの蒸気圧の高い元素が蒸発し、合金中の濃度が低下する。さらに、低密度の酸化物包有物は、液滴によって鋳型表面近くの凝固リムに運ばれ、不純物を効果的に偏析させる。
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物理的・化学的反応
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溶けた液滴が 5000K 近い温度に達することもあるアーク部分を通過し、水冷された銅鋳型の中で凝固すると、一連の物理的・化学的反応が起こります。これらの反応によって金属は精錬され、純度と結晶構造が向上する。このプロセスでは基本的に、DCアークの熱エネルギーを利用して真空下で金属を再溶解し、インゴットに凝固させることで、その品質を高めています。用途と産業利用
VARプロセスは、1950年代に航空宇宙用途で初めて商業的に使用され、以来、幅広い特殊鋼や超合金に使用されるようになった。航空宇宙、エネルギー、原子力分野など、高い材料純度と性能が要求される産業では特に重要である。このプロセスは、並外れた材料特性に対する要求の高まりに対応するために発展してきたものであり、より高い性能レベルを達成するために他の溶解方法と組み合わされることも多い。
