Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ва́куумна металу́ргія (англ. vacuum metallurgy) — металургія, що ґрунтується на використанні зниженого тиску (вакууму) у процесах відновлення металів із руд і сполук шляхом возгонки, переплавляння, спікання, дегазації.
Вакуумна металургія дає можливість одержувати високоякісні метали і сплави, оскільки вакуум захищає їх під час виплавляння і термічної обробки від високотемпературної взаємодії з газами навколишнього середовища. У вакуумі найповніше відбуваються процеси дегазації, дистиляційного розкиснення металів і рафінування від легколетких домішок, зменшується температура відновлення й інтенсивного розкладання металовмісних хімічних сполук і неметалевих включень.
Використання
Методами вакуумної металургії одержують реакційно-активні й тугоплавкі метали, виплавляють спеціальні сплави на основі чорних і кольорових металів у вакуумних індукційних печах. Ці методи застосовують також при рафінуванні металів і сплавів у твердому стані й під час вакуумно-дугового переплавлення у вакуумних дугових і електронно-променевих печах.
Крім того, методи вакуумної металургії використовують у процесах позапічної вакуумної обробки і розливання рідкої сталі, вакуумної термічної обробки, вакуумного лиття, зварювання, нанесення декоративних і захисних вакуумних покриттів тощо.
Вакуумна плавка
При плавці металів у вакуумі виділяється значна кількість газів, які повинні вилучатися за допомогою вакуумних насосів. Процес складається із стадій нагрівання, розплавлення і рафінування. Початковий нагрів металу до 300…400 °С супроводжується активною десорбцією газів, а також випаровуванням та розкладанням забруднень на поверхні металу. При подальшому нагріванні до 700…1000 °С (для сталі) практично повністю виділяється водень і частково кисень. Після остаточного розплавлювання виділяються у великій кількості кисень, азот, окис вуглецю. Під час рафінування видаляються залишки газу.
Методом вакуумної плавки особливо важливо отримувати заготовки із сплавів заліза, нікелю, міді, молібдену для електровакуумної промисловості; пластичні сорти заліза з малим вмістом вуглецю (армко, трансформаторні тощо), також залізо з високою магнітною проникністю; спеціальні сталі і сплави з пониженим вмістом водню і азоту; ніхром; антикорозійні сплави на нікелевій основі; високоелектродну мідь та її сплави; платину і платинові метали; тугоплавкі рідкісні метали. Щоб отримати якісний метал, необхідно завантажити його в герметичну піч і при поступовому нагріванні і розплавленні відкачувати гази, що виділяються з нього. Час перебування рідкого перегрітого металу у вакуумі має бути достатнім, щоб відбулися повністю усі хімічні реакції та дегазація.
Вакуумування методами вакуумної електрометалургії (вакуумною індукційною плавкою, електронно-променевим і вакуумно-дуговим переплавом) забезпечує одержання особливо високоякісних сталей.
Позапічна вакуумна обробка металів
Вакуумування сталі
Вакуумування сталі — обробка сталі вакуумом. У процесі такої обробки видаляються шкідливі гази, леткі домішки, неметалеві включення. Крім того, вона сприяє розкисненню металів. Розрізняють вакуумування сталі позапічне (розрідження 66,5 Па, або 0,5 мм рт. ст.) і вакуумування сталі, здійснюване під час вакуумної плавки (переплаву) сталі (розрідження 133·10−2…133·10−5 Па, або 10−2…10−5 мм рт. ст.). Позапічне вакуумування провадять у ковшах і спеціальних камерах Його застосовують до сталей, виплавлених у конверторах та електричних печах. Позапічною є також обробка струменю сталі при виливанні зливків, переливанні у ківш тощо, а також комбінована вакуум-шлакова обробка.
Вакуумне лиття
Вакуумне лиття — заповнення ливарної форми рідким металом у вакуумі. Здійснюється вакуумним засмоктуванням металу у ливарну форму, розташовану над розплавленим металом, або вакуумним засмоктуванням з використанням металостатичного тиску у форму, що розташована під розплавленим металом. Крім того, застосовують вакуумно-відцентрове заливання, лиття у вакуумі під тиском, заливання форм вільнопадаючим струменем у вакуумній камері тощо. У процесі вакуумного лиття заповнення форми металом супроводжується видаленням з неї газів, що сприяє одержанню щільних, високоякісних виливок Щоб виготовити тонкостінні виливки, які швидко тверднуть, вдаються до попередньої дегазації в ковші, вакуумній камері тощо.
Різновидом вакуумного лиття є вакуумно-компресійне лиття — яке здійснюється у кокіль з вакуумним засмоктуванням рідкого металу при заливанні і підвищеним тиском газу при затвердінні відливка.
Вакуумне лиття застосовують при виготовленні деталей з титану, цирконію, урану, берилію та інших металів і сплавів. Вакуумне лиття в поєднанні з вакуумною плавкою поширене при виготовленні виливок із спеціальних сплавів і сталей.
Вакуумне напилення
Вакуумне напилення або вакуумно-конденсаційний спосіб нанесення покриття (англ. physical vapour deposition, PVD — напилення конденсацією з парової (газової) фази) — група методів напилення покриттів (тонких плівок) у вакуумі, при яких покриття отримується шляхом прямої конденсації пари матеріалу, що наноситься.
З використанням методів вакуумного напилення отримують покриття товщиною від декількох ангстрем до декількох мікронів, зазвичай після нанесення покриття поверхня не потребує додаткового оброблення.
Вакуумне напилення застосовують для створення на поверхні деталей, інструментів і обладнання функціональних покрить — провідних, ізоляційних, зносостійких, корозієстійких, ерозієстійких, антифрикційних, протизадирних, бар'єрних тощо. Процес знайшов застосування при нанесенні декоративних покрить (нанесення позолоти). Є одним з основних процесів мікроелектроніки, де застосовується для нанесення електропровідних шарів (металізації). Вакуумне напилення використовується для отримання оптичних покрить: просвітлювальних, відбивних, .
Див. також
Примітки
- ДСТУ 3790-98 Металургія кольорових металів. Терміни та визначення основних понять.
- «вакуумна металургія» [ 21 листопада 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- «Вакуумування сталі» [ 10 листопада 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- «Вакуумне лиття» [ 20 листопада 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- ДСТУ 2541-94 Виробництво ливарне. Терміни та визначення.
- ДСТУ 2491-94 Покриття металеві та неметалеві неорганічні. Терміни та визначення.
Джерела
- Основи металургійного виробництва металів і сплавів / Чернега Д. Ф., Богушевський В. С., Готвянський Ю. Я. та ін.; за ред. Д. Ф. Чернеги, Ю. Я. Готвянського. — К. : Вища школа, 2006. — 503 с. —
- Линчевский Б. В. Вакуумная металлургия стали и сплавов. — М.: Металлургия, 1970. — 258 с.
- Симонян Л. М., Семин А. Е., Кочетов А. И. Металлургия спецсталей. — Курс лекций. — М.: Учеба, 2007. — 180 с.
- Вакуумная металлургия / Под ред. А. М. Самарина. — М.: Металлургиздат, 1962. — 515 с.
- Лейканд М. С. Вакуумные электрические печи. — М: Машиностроение, 1977. — 52 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Va kuumna metalu rgiya angl vacuum metallurgy metalurgiya sho gruntuyetsya na vikoristanni znizhenogo tisku vakuumu u procesah vidnovlennya metaliv iz rud i spoluk shlyahom vozgonki pereplavlyannya spikannya degazaciyi Vakuumna obrobka rozplavu metalu u specialnij vakuumnij kameri z metoyu degazaciyi Vakuumna metalurgiya daye mozhlivist oderzhuvati visokoyakisni metali i splavi oskilki vakuum zahishaye yih pid chas viplavlyannya i termichnoyi obrobki vid visokotemperaturnoyi vzayemodiyi z gazami navkolishnogo seredovisha U vakuumi najpovnishe vidbuvayutsya procesi degazaciyi distilyacijnogo rozkisnennya metaliv i rafinuvannya vid legkoletkih domishok zmenshuyetsya temperatura vidnovlennya j intensivnogo rozkladannya metalovmisnih himichnih spoluk i nemetalevih vklyuchen VikoristannyaMetodami vakuumnoyi metalurgiyi oderzhuyut reakcijno aktivni j tugoplavki metali viplavlyayut specialni splavi na osnovi chornih i kolorovih metaliv u vakuumnih indukcijnih pechah Ci metodi zastosovuyut takozh pri rafinuvanni metaliv i splaviv u tverdomu stani j pid chas vakuumno dugovogo pereplavlennya u vakuumnih dugovih i elektronno promenevih pechah Krim togo metodi vakuumnoyi metalurgiyi vikoristovuyut u procesah pozapichnoyi vakuumnoyi obrobki i rozlivannya ridkoyi stali vakuumnoyi termichnoyi obrobki vakuumnogo littya zvaryuvannya nanesennya dekorativnih i zahisnih vakuumnih pokrittiv tosho Vakuumna plavkaPri plavci metaliv u vakuumi vidilyayetsya znachna kilkist gaziv yaki povinni viluchatisya za dopomogoyu vakuumnih nasosiv Proces skladayetsya iz stadij nagrivannya rozplavlennya i rafinuvannya Pochatkovij nagriv metalu do 300 400 S suprovodzhuyetsya aktivnoyu desorbciyeyu gaziv a takozh viparovuvannyam ta rozkladannyam zabrudnen na poverhni metalu Pri podalshomu nagrivanni do 700 1000 S dlya stali praktichno povnistyu vidilyayetsya voden i chastkovo kisen Pislya ostatochnogo rozplavlyuvannya vidilyayutsya u velikij kilkosti kisen azot okis vuglecyu Pid chas rafinuvannya vidalyayutsya zalishki gazu Metodom vakuumnoyi plavki osoblivo vazhlivo otrimuvati zagotovki iz splaviv zaliza nikelyu midi molibdenu dlya elektrovakuumnoyi promislovosti plastichni sorti zaliza z malim vmistom vuglecyu armko transformatorni tosho takozh zalizo z visokoyu magnitnoyu proniknistyu specialni stali i splavi z ponizhenim vmistom vodnyu i azotu nihrom antikorozijni splavi na nikelevij osnovi visokoelektrodnu mid ta yiyi splavi platinu i platinovi metali tugoplavki ridkisni metali Shob otrimati yakisnij metal neobhidno zavantazhiti jogo v germetichnu pich i pri postupovomu nagrivanni i rozplavlenni vidkachuvati gazi sho vidilyayutsya z nogo Chas perebuvannya ridkogo peregritogo metalu u vakuumi maye buti dostatnim shob vidbulisya povnistyu usi himichni reakciyi ta degazaciya Vakuumuvannya metodami vakuumnoyi elektrometalurgiyi vakuumnoyu indukcijnoyu plavkoyu elektronno promenevim i vakuumno dugovim pereplavom zabezpechuye oderzhannya osoblivo visokoyakisnih stalej Pozapichna vakuumna obrobka metalivVakuumuvannya stali Dokladnishe Vakuumuvannya stali Vakuumuvannya stali obrobka stali vakuumom U procesi takoyi obrobki vidalyayutsya shkidlivi gazi letki domishki nemetalevi vklyuchennya Krim togo vona spriyaye rozkisnennyu metaliv Rozriznyayut vakuumuvannya stali pozapichne rozridzhennya 66 5 Pa abo 0 5 mm rt st i vakuumuvannya stali zdijsnyuvane pid chas vakuumnoyi plavki pereplavu stali rozridzhennya 133 10 2 133 10 5 Pa abo 10 2 10 5 mm rt st Pozapichne vakuumuvannya provadyat u kovshah i specialnih kamerah Jogo zastosovuyut do stalej viplavlenih u konvertorah ta elektrichnih pechah Pozapichnoyu ye takozh obrobka strumenyu stali pri vilivanni zlivkiv perelivanni u kivsh tosho a takozh kombinovana vakuum shlakova obrobka Vakuumne littya Vakuumne littya zapovnennya livarnoyi formi ridkim metalom u vakuumi Zdijsnyuyetsya vakuumnim zasmoktuvannyam metalu u livarnu formu roztashovanu nad rozplavlenim metalom abo vakuumnim zasmoktuvannyam z vikoristannyam metalostatichnogo tisku u formu sho roztashovana pid rozplavlenim metalom Krim togo zastosovuyut vakuumno vidcentrove zalivannya littya u vakuumi pid tiskom zalivannya form vilnopadayuchim strumenem u vakuumnij kameri tosho U procesi vakuumnogo littya zapovnennya formi metalom suprovodzhuyetsya vidalennyam z neyi gaziv sho spriyaye oderzhannyu shilnih visokoyakisnih vilivok Shob vigotoviti tonkostinni vilivki yaki shvidko tverdnut vdayutsya do poperednoyi degazaciyi v kovshi vakuumnij kameri tosho Riznovidom vakuumnogo littya ye vakuumno kompresijne littya yake zdijsnyuyetsya u kokil z vakuumnim zasmoktuvannyam ridkogo metalu pri zalivanni i pidvishenim tiskom gazu pri zatverdinni vidlivka Vakuumne littya zastosovuyut pri vigotovlenni detalej z titanu cirkoniyu uranu beriliyu ta inshih metaliv i splaviv Vakuumne littya v poyednanni z vakuumnoyu plavkoyu poshirene pri vigotovlenni vilivok iz specialnih splaviv i stalej Vakuumne napilennya Ustanovka vakuumnogo napilennya Dokladnishe Vakuumne napilennya Vakuumne napilennya abo vakuumno kondensacijnij sposib nanesennya pokrittya angl physical vapour deposition PVD napilennya kondensaciyeyu z parovoyi gazovoyi fazi grupa metodiv napilennya pokrittiv tonkih plivok u vakuumi pri yakih pokrittya otrimuyetsya shlyahom pryamoyi kondensaciyi pari materialu sho nanositsya Z vikoristannyam metodiv vakuumnogo napilennya otrimuyut pokrittya tovshinoyu vid dekilkoh angstrem do dekilkoh mikroniv zazvichaj pislya nanesennya pokrittya poverhnya ne potrebuye dodatkovogo obroblennya Vakuumne napilennya zastosovuyut dlya stvorennya na poverhni detalej instrumentiv i obladnannya funkcionalnih pokrit providnih izolyacijnih znosostijkih koroziyestijkih eroziyestijkih antifrikcijnih protizadirnih bar yernih tosho Proces znajshov zastosuvannya pri nanesenni dekorativnih pokrit nanesennya pozoloti Ye odnim z osnovnih procesiv mikroelektroniki de zastosovuyetsya dlya nanesennya elektroprovidnih shariv metalizaciyi Vakuumne napilennya vikoristovuyetsya dlya otrimannya optichnih pokrit prosvitlyuvalnih vidbivnih Div takozhElektrometalurgiyaPrimitkiDSTU 3790 98 Metalurgiya kolorovih metaliv Termini ta viznachennya osnovnih ponyat vakuumna metalurgiya 21 listopada 2016 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Vakuumuvannya stali 10 listopada 2016 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Vakuumne littya 20 listopada 2016 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 DSTU 2541 94 Virobnictvo livarne Termini ta viznachennya DSTU 2491 94 Pokrittya metalevi ta nemetalevi neorganichni Termini ta viznachennya DzherelaOsnovi metalurgijnogo virobnictva metaliv i splaviv Chernega D F Bogushevskij V S Gotvyanskij Yu Ya ta in za red D F Chernegi Yu Ya Gotvyanskogo K Visha shkola 2006 503 s ISBN 966 642 310 3 Linchevskij B V Vakuumnaya metallurgiya stali i splavov M Metallurgiya 1970 258 s Simonyan L M Semin A E Kochetov A I Metallurgiya specstalej Kurs lekcij M Ucheba 2007 180 s Vakuumnaya metallurgiya Pod red A M Samarina M Metallurgizdat 1962 515 s Lejkand M S Vakuumnye elektricheskie pechi M Mashinostroenie 1977 52 s