VAR溶解プロセス（真空アーク再溶解）は、特に航空宇宙、航空、生物医学工学などの需要の高い用途で、合金の精製と均質化に使用される高度な冶金技術です。このプロセスは、電気アークを使用した高真空下での消耗電極の連続溶解を含み、これにより得られる合金の微細構造と純度を正確に制御することができる。
プロセスの説明
-
電極の準備 再溶解される合金は、まず消耗電極として知られる円筒形に形成されます。これは通常、真空誘導溶解（VIM）または取鍋精錬によって行われる。
-
るつぼの設置： 電極は、冶金的真空（0.001～0.1mmHgまたは0.1～13.3Paの範囲）に保たれたるつぼに入れられる。少量の同じ合金をるつぼの底に置き、溶融プロセスを開始する。
-
アークの開始 電極とるつぼ内の母材の間に数キロアンペアの直流電流（DC）を流し、アークを発生させます。このアークが高熱を発生させ、電極の先端を溶かす。
-
連続的な溶解と凝固： 電極が溶けるにつれて、アークを維持するために機械的なラムによって徐々に下げられる。るつぼは通常銅製で、溶融物を冷却し凝固速度を制御するためにウォータージャケットで囲まれている。この制御された冷却は、望ましい微細構造と均質性を達成するために極めて重要である。
-
制御パラメーター： プロセスは、冷却速度、電極ギャップ、電流などのパラメーターに大きく依存する。高度なコンピューター制御が VAR 炉に組み込まれ、これらのパラメーターを自動化・最適化することで、最終製品の品質と再現性が向上します。
VARの利点
- ガスの除去： VARは水素、窒素、二酸化炭素などの溶存ガスを効果的に除去し、合金の純度を向上させます。
- 不要元素の低減： 蒸気圧の高い微量元素を低減し、合金の品質をさらに向上させます。
- 酸化物の清浄度向上 合金中の酸化物の清浄度を向上させます。
- 方向性凝固 下から上への方向性凝固を可能にし、マクロおよびミクロ偏析を低減します。
- エネルギー効率： VARは、最もエネルギー効率の高い再溶解プロセスの一つです。
- セラミックフリーの溶解： このプロセスは、不純物を混入させる可能性のあるセラミック材料を一切使用しません。
応用と改善
VARは、ニッケル、チタン、特殊鋼など、高純度で特殊な微細構造を必要とする金属の処理に特に有効です。VAR炉の設計、特にコンピューター制御と制御の継続的な改善により、より自動化された精密なプロセスが実現し、制御された凝固構造と優れた清浄度を持つ均質なインゴットの生産が保証されます。
この詳細なプロセスにより、中心線ポロシティや偏析などの欠陥のない高品質な最終製品が保証され、材料の完全性が最優先される重要な用途に最適です。
