真空感應熔煉(VIM)冶金法
真空感應熔煉，Vacuum induction melting，簡稱為VIM，指在真空條件下，利用電磁感應在金屬導體內產生渦流加熱爐料進行熔煉的冶金方法。VIM工藝具有熔煉室體積小，抽真空時間和熔煉周期短，便于溫度壓力控制、可回收易揮發元素、準確控制合金成分等特點。由于以上特點，VIM現已發展為特殊鋼、精密合金、電熱合金、高溫合金及耐蝕合金等特殊合金生產的重要工序之一。VIM簡圖
△真空感應熔煉爐結構簡圖（1-真空系統；2-翻爐機構；3-加料機構；4-坩堝；5-感應器；6-取樣和搗料裝置；7-測溫裝置；8-可動爐體）藝過程
1.真空泵不停工作，將空氣及氣態產物抽取走，保持真空環境。
真空環境的優點：
- ①容易將溶于鋼和合金中的氮、氫、氧和碳去除到遠比常壓下冶煉為低的水平。
- ②對于在熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質元素(銅、鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等)可通過揮發去除。
- ③合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活性元素的成分易于控制。
2.在真空條件下，利用交變電流作用到感應線圈產生交變磁場，交變磁場在爐料上感應出交變的電流——“渦流”，爐料被“渦流”加熱并熔化為液態，達到冶煉金屬的目的。
電磁感應加熱的優點：
- ①無需電弧加熱所需的石墨電極，杜絕了電極增碳的可能，可以熔煉含碳量極低的鋼與合金。
- ②熔池中存在一定強度的電磁攪拌，可促進鋼水成分和溫度均勻，鋼中夾雜合并、長大和上浮。
- ③熔池比表面積小。熔煉過程中容易控制氣氛，無電弧及電弧下高溫區，合金元素燒損少、吸氣少，有利于成分控制、氣體含量低和縮短熔煉時間。
- ④煙塵少，對環境污染小。熔煉過程中基本無火焰，也無燃燒產物。
經真空感應熔煉的金屬材料可明顯地提高韌性、疲勞強度、耐腐蝕性能，高溫蠕變性能以及磁性合金的磁導率等多種性能。
作重點
- ①原材料的準備要精細
真空感應爐冶煉所用原材料的化學純度、清潔度、塊度和干燥程度要符合技術要求。爐料要精、準備要細致。
- ②保持熔化過程順利進行
爐料的熔化速度應逐步加快，加熱功率逐步升高，保證爐料順利熔化、充分脫氣。熔化中后期可適當增大加熱功率、加快熔化速度縮短熔化時間。
- ③控制鋼液沸騰強度，發揮沸騰的精煉作用
熔化末期和精煉初期應充分發揮沸騰的脫氧、脫氮、脫氫和去除夾雜物的作用。但是，應通過用氬氣調控其沸騰強度，減輕對坩堝的沖刷和防止鋼液外溢事故。
- ④各個時期要保持高的真空度
裝料完畢合爐后要抽至高真空度≤10Pa方可送電加熱。熔化之前應保持較高的真空度。
精煉期應保持高溫、高真空，完成脫氧和去除有害雜質。
合金化期應在高真度下充入氬氣，以減少易氧化元素的氧化損失。
- ⑤合金化期要充氬降溫加入易氧化元素
在真空度為1.0~0.5Pa時，向爐內充人氬氣。停電降溫加入合金元素，熔化后立即攪拌鋼液，使合金元素分布均勻。
- ⑥合金化末期的加鎂操作
加鎂時要嚴格按照加鎂工藝的規定進行操作。在爐型、冶煉工藝、加鎂條件確定后，應嚴格按照規定的氬氣壓強、鋼液溫度、保持時間進行操作。
- ⑦實行中溫澆注
鋼液的出鋼溫度、澆注溫度關系到成品的冶金質量。澆注溫度應控制在液相點以上50~80℃。中溫澆注可以降低鋼錠縮孔深度，獲得致密的鋼錠，提高成材率。
來源：『金屬材料的世界』
