當(dāng)前，世界上許多國(guó)家，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家，為了開展空間技術(shù)、占領(lǐng)空間范疇、加速完成國(guó)防現(xiàn)代化、增強(qiáng)國(guó)防士氣，不惜斥巨資，力爭(zhēng)上游地競(jìng)相開發(fā)和制造先進(jìn)的航空、航天、航海設(shè)備，如：宇宙飛船、國(guó)際空間站、人造衛(wèi)星、核潛艇、噴氣式遠(yuǎn)程轟炸機(jī)、原子能、火箭、導(dǎo)彈等設(shè)備。

但是，這些設(shè)備對(duì)制造它的資料性能請(qǐng)求十分嚴(yán)厲，對(duì)所用的鋼材、合金、毛坯提出高純度、高平均性、耐高溫、耐高壓、抗沖擊、抗疲倦等一系列特殊嚴(yán)厲請(qǐng)求，特別是對(duì)資料性能的穩(wěn)定性、分歧性和牢靠性請(qǐng)求十分高。

可是，滿足這些請(qǐng)求，已非眾所周知的普通冶煉設(shè)備所能完成的。為此，冶金工作者們，為了進(jìn)步和改善宇航設(shè)備上的特殊鋼和合金的質(zhì)量和純度，長(zhǎng)期停止研討和討論新的熔煉設(shè)備和工藝。

經(jīng)過(guò)大量的系統(tǒng)的理論和理論研討，以及從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面研討和討論冶金過(guò)程中的物理化學(xué)反響機(jī)理，得出的重要結(jié)論是：獨(dú)一可以滿足上述請(qǐng)求的工藝就是在真空室內(nèi)停止宇航資料的冶煉。

這是由于：（1）在真空狀態(tài)下，可以防止被熔煉金屬及合金同非金屬夾雜物產(chǎn)生化學(xué)反響；（2）在真空狀態(tài)下，可以肅清液態(tài)熔融金屬中的有害的可溶解氣體和污染物，以進(jìn)步被熔金屬的純度。

就目前國(guó)內(nèi)外工業(yè)程度來(lái)看，可以圓滿完成冶煉上述資料的設(shè)備主要有以下3種，這就是：真空感應(yīng)熔煉爐、真空自耗電弧爐和電渣重熔爐。即：欲快速開展航天航空工業(yè)，鼎力開發(fā)這3種冶煉設(shè)備及其新工藝。

1真空感應(yīng)熔煉爐（VIM）

世界上第一臺(tái)真空感應(yīng)爐是于1917年在德國(guó)降生的，用于熔煉飛機(jī)和火箭發(fā)起機(jī)的引擎。真空感應(yīng)熔煉爐是真空冶金范疇中應(yīng)用非常廣的設(shè)備之一。

事實(shí)證明，宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能設(shè)備和電子工業(yè)所需求的合金和特殊鋼，占有相當(dāng)比例的產(chǎn)品是采用真空感應(yīng)熔煉爐消費(fèi)出來(lái)的。

例如，鎳基、鈷基、鐵基高溫合金采用真空感應(yīng)熔煉爐工藝熔煉時(shí)，其熱加工性能和機(jī)械性能明顯進(jìn)步。像不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼、工具鋼、軸承鋼，以及磁性資料、彈性合金、收縮合金等簡(jiǎn)直均采用真空感應(yīng)熔煉爐來(lái)熔煉，以保證資料性能和質(zhì)量。

此外，隨著二次重熔工藝的開展，真空感應(yīng)熔煉爐的另一用處是為真空自耗電弧爐或電渣重熔爐提供高質(zhì)量的自耗電極，以及消費(fèi)母合金供精細(xì)鑄造用。

眾所周知，真空感應(yīng)熔煉爐工藝，對(duì)金屬的凝結(jié)、精煉和合金化的整個(gè)過(guò)程，均是在真空狀態(tài)下停止的，因此防止了相同氣相的互相作用而污染。其次，在真空條件下，碳具有很強(qiáng)的脫氧才能，其脫氧產(chǎn)物CO不時(shí)被抽至系統(tǒng)之外，克制了采用金屬脫氧劑脫氧的污染問(wèn)題。

真空感應(yīng)熔煉爐工藝可準(zhǔn)確地控制合金的化學(xué)成分，關(guān)于含有和氧、氮親和力強(qiáng)的活性元素Al、Ti、B、Zr等，可控制在很少的范圍內(nèi)對(duì)低熔點(diǎn)易揮發(fā)的金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sn、Sb等能蒸發(fā)去除，這對(duì)進(jìn)步資料性能起到重要作用。激烈的感應(yīng)攪拌作用，能加速其反響速度，這關(guān)于熔池溫度平均、化學(xué)成分平均等方面很有效果。

真空感應(yīng)熔煉工藝能獲得疾速開展，和航空航天工業(yè)所需高溫合金資料有親密關(guān)系，如宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能等設(shè)備所需的高溫合金。在未采用真空熔煉辦法消費(fèi)的高溫合金，其工作溫度普通只要750~810℃；而采用真空熔煉辦法消費(fèi)的高溫合金，其工作溫度可到達(dá)980~1090℃的程度。這主要是由于采用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉的鎳基、鐵基、鈷基高溫合金時(shí)，降低了間隙元素O2、N2、H2，能肅清非金屬夾雜物，以及去除低熔點(diǎn)有害金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te等。

真空感應(yīng)熔煉爐的設(shè)備主要由爐殼、感應(yīng)器、坩堝、傾爐機(jī)構(gòu)、錠模機(jī)構(gòu)、供電安裝，以及水冷系統(tǒng)等組成。爐殼上附設(shè)有察看、測(cè)溫、加料、取樣、搗料等安裝。爐體外裝備有真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。真空感應(yīng)熔煉爐有間歇式和半連續(xù)式兩種，可做成立式或臥式。

真空感應(yīng)熔煉爐在構(gòu)造設(shè)計(jì)上需思索的重要問(wèn)題是防止真空放電，為此，關(guān)于爐殼內(nèi)的一切帶電體都需求經(jīng)過(guò)絕緣處置，并且感應(yīng)器在構(gòu)造上應(yīng)沒(méi)有尖角、毛刺和銳棱。

綜上所述，真空感應(yīng)熔煉爐具有以下特性：（1）在真空狀態(tài)下，可以熔煉一些貴重的生動(dòng)金屬，如鈦合金等；（2）在真空狀態(tài)下，可以根絕被熔煉金屬和合金，同非金屬夾雜物產(chǎn)生化學(xué)反響。（3）在真空狀態(tài)下，可以肅清液態(tài)熔融金屬中的有害可溶解氣體和污染物。

從產(chǎn)品應(yīng)用上看，主要用于消費(fèi)宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能和電子工業(yè)所需的高溫合金、超高強(qiáng)度鋼、不銹鋼，以及其他特殊用處的合金。

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