Newyddion

Toddi Sefydlu Gwactod
Datblygwyd castio gwactod (toddi anwythiad gwactod – VIM) ar gyfer prosesu aloion arbenigol ac egsotig, ac o ganlyniad mae'n dod yn fwy cyffredin wrth i'r deunyddiau uwch hyn gael eu defnyddio fwyfwy. Datblygwyd VIM i doddi a chastio uwch-aloion a dur cryfder uchel, y mae llawer ohonynt angen prosesu gwactod oherwydd eu bod yn cynnwys elfennau anhydrin ac adweithiol fel Ti, Nb ac Al. Gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer dur gwrthstaen a metelau eraill pan ddymunir toddi cychwynnol o ansawdd uchel.

Fel mae'r enw'n awgrymu, mae'r broses yn cynnwys toddi metel o dan amodau gwactod. Defnyddir anwythiad electromagnetig fel y ffynhonnell ynni ar gyfer toddi'r metel. Mae toddi anwythiad yn gweithio trwy ysgogi ceryntau troelli trydanol yn y metel. Y ffynhonnell yw'r coil anwythiad, sy'n cario cerrynt eiledol. Mae'r ceryntau troelli yn cynhesu ac yn y pen draw yn toddi'r gwefr.

Mae'r ffwrnais yn cynnwys siaced ddur aerglos, wedi'i hoeri â dŵr, sy'n gallu gwrthsefyll y gwactod sydd ei angen ar gyfer prosesu. Mae'r metel yn cael ei doddi mewn croeslen sydd wedi'i lleoli mewn coil sefydlu wedi'i oeri â dŵr, ac mae'r ffwrnais fel arfer wedi'i leinio â deunyddiau anhydrin addas.

Mae metelau ac aloion sydd â pherthynas uchel â nwyon – yn enwedig nitrogen ac ocsigen – yn aml yn cael eu toddi/eu mireinio mewn ffwrneisi sefydlu gwactod i atal halogiad/adwaith â'r nwyon hyn. Felly, defnyddir y broses yn gyffredinol ar gyfer prosesu deunyddiau purdeb uchel neu ddeunyddiau â goddefiannau tynn ar gyfansoddiad cemegol.

C: Pam mae toddi anwythol gwactod yn cael ei ddefnyddio?

A: Datblygwyd toddi anwythol gwactod yn wreiddiol ar gyfer prosesu aloion arbenigol ac egsotig ac o ganlyniad mae'n dod yn fwy cyffredin wrth i'r deunyddiau uwch hyn gael eu defnyddio fwyfwy. Er iddo gael ei ddatblygu ar gyfer deunyddiau fel uwch-aloion, gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer dur gwrthstaen a metelau eraill.
Sut mae affwrnais sefydlu gwactodgwaith?
Caiff deunydd ei lwytho i mewn i'r ffwrnais sefydlu o dan wactod a rhoddir pŵer i doddi'r lwytho. Gwneir lwytho ychwanegol i ddod â chyfaint y metel hylif i'r capasiti toddi a ddymunir. Caiff y metel tawdd ei fireinio o dan wactod a chaiff y cemeg ei haddasu nes cyflawni'r gemeg toddi fanwl gywir.
Beth sy'n digwydd i fetel mewn gwactod?
Yn benodol, mae'r rhan fwyaf o fetelau'n ffurfio haen ocsid ar unrhyw arwyneb sy'n agored i aer. Mae hyn yn gweithredu fel tarian i atal bondio. Yng ngwactod y gofod, nid oes aer felly ni fyddai metelau'n ffurfio'r haen amddiffynnol.

Manteision Toddi VIM
Yn dibynnu ar y cynnyrch a'r broses fetelegol, mae lefelau gwactod yn ystod y cyfnod mireinio rhwng 10-1 a 10-4 mbar. Dyma rai o fanteision metelegol prosesu gwactod:
Mae toddi o dan awyrgylch di-ocsigen yn cyfyngu ar ffurfio cynhwysiadau ocsid anfetelaidd ac yn atal ocsideiddio elfennau adweithiol
Cyflawni goddefiannau cyfansoddiadol a chynnwys nwy agos iawn
Tynnu elfennau hybrin diangen gyda phwysau anwedd uchel
Tynnu nwyon toddedig – ocsigen, hydrogen, nitrogen
Addasu cyfansoddiad aloi manwl gywir a homogenaidd a thymheredd toddi
Mae toddi mewn gwactod yn dileu'r angen am orchudd slag amddiffynnol ac yn lleihau'r potensial o halogiad neu gynhwysiadau slag damweiniol yn yr ingot.
Am y rheswm hwn, mae gweithrediadau metelegol fel dadffosfforeiddio a dadsylffwreiddio yn gyfyngedig. Mae meteleg VIM wedi'i anelu'n bennaf at yr adweithiau sy'n ddibynnol ar bwysau, fel adweithiau carbon, ocsigen, nitrogen a hydrogen. Mae cael gwared ar elfennau hybrin niweidiol, anweddol, fel antimoni, telwriwm, seleniwm a bismuth, mewn ffwrneisi sefydlu gwactod o bwys ymarferol sylweddol.

Mae monitro manwl gywir yr adwaith sy'n ddibynnol ar bwysau o garbon gormodol i gwblhau'r dadocsidiad yn un enghraifft yn unig o hyblygrwydd proses gan ddefnyddio'r broses VIM ar gyfer cynhyrchu uwch-aloion. Caiff deunyddiau heblaw uwch-aloion eu dadgarboneiddio, eu dad-sylffwreiddio neu eu distyllu'n ddetholus mewn ffwrneisi sefydlu gwactod er mwyn bodloni manylebau a gwarantu priodweddau deunydd. Oherwydd pwysau anwedd uchel y rhan fwyaf o'r elfennau hybrin annymunol, gellir eu lleihau i lefelau isel iawn trwy ddistyllu yn ystod toddi sefydlu gwactod, yn enwedig ar gyfer aloion â chryfderau eithriadol o uchel ar dymheredd gweithredu uwch. Ar gyfer amrywiol aloion y mae'n rhaid iddynt fodloni'r gofynion ansawdd uchaf, y ffwrnais sefydlu gwactod yw'r system doddi fwyaf addas.

Gellir cyfuno'r dulliau canlynol yn hawdd â'r system VIM i gynhyrchu toddi glân:
Rheoli atmosffer gyda chyfraddau gollyngiad a dadamsugno isel
Dewis deunydd gwrthsafol mwy sefydlog ar gyfer leinin croesbwrdd
Cymysgu a homogeneiddio trwy gymysgu electromagnetig neu buro nwy
Rheoli tymheredd union i leihau adweithiau'r croeslin gyda'r toddi
Technegau dad-slogio a hidlo addas yn ystod y broses gastio
Cymhwyso techneg golchi a thwndis addas i gael gwared ar ocsid yn well.