Pour faire fondre du métal sous vide, on utilise un procédé appelé Fusion par induction sous vide (FIV). Voici une explication détaillée de ce procédé :
1. Chambre à vide : Le processus de fusion se déroule à l'intérieur d'une chambre à vide. Cette chambre est étanche à l'air et conçue pour résister aux conditions de vide requises pour le traitement.
2. Four à induction : à l'intérieur de la chambre à vide se trouve un four à induction. Ce four contient un creuset revêtu de réfractaire, qui est le récipient dans lequel le métal est fondu. Le creuset est entouré d'une bobine d'induction. La bobine d'induction est responsable de la génération de l'induction électromagnétique.
3. Induction électromagnétique : Le chauffage par induction est utilisé pour faire fondre le métal. Lorsqu'un courant alternatif circule dans la bobine d'induction, il crée un champ magnétique variable. Ce champ magnétique changeant induit des courants de Foucault dans le métal conducteur. Ces courants de Foucault génèrent de la chaleur, ce qui entraîne la fusion du métal.
4. Courants de Foucault : Les courants de Foucault sont des courants circulants qui circulent à l'intérieur d'un conducteur lorsqu'il est exposé à un champ magnétique changeant. Dans le cas du VIM, les courants de Foucault sont induits dans le métal en cours de fusion. Ces courants créent des effets de chauffage, augmentant la température du métal jusqu'à ce qu'il atteigne son point de fusion.
5. Conditions de vide : L'utilisation du vide est cruciale dans le VIM car certains métaux et alliages ont une affinité pour l'oxygène, l'azote et l'hydrogène. La fusion de ces métaux en présence d'air entraînerait des réactions indésirables et des impuretés. En créant un vide, le métal peut être fondu sans aucun contact avec ces gaz, ce qui garantit une fusion propre et pure.
6. Métaux adaptés au VIM : la fusion par induction sous vide est adaptée à la fusion de métaux et d'alliages qui se combinent facilement avec l'oxygène, l'azote et l'hydrogène. Les superalliages, l'aluminium, l'acier inoxydable, le nickel et le cobalt sont quelques exemples de métaux qui peuvent être fondus à l'aide du VIM.
7. Processus de fusion : Le processus de fusion commence par l'ajout des matériaux métalliques dans le creuset revêtu de réfractaire. Le four à induction génère la chaleur nécessaire par induction électromagnétique. Le métal est chauffé jusqu'à ce qu'il atteigne son point de fusion et devienne liquide.
8. Fusion et moulage : Une fois le métal fondu, il peut être coulé dans la forme souhaitée ou utilisé pour un traitement ultérieur. L'ensemble des opérations de fusion et de coulée sont effectuées à basse pression dans la chambre à vide. Cela permet un contrôle précis de la chimie de l'alliage et garantit que le matériau métallique final répond aux spécifications requises.
9. Contrôle et réglage de la température : Pendant le processus de fusion, il est possible de surveiller la température en temps réel et d'ajuster la composition du matériau. Cela permet de s'assurer que le matériau métallique final est conforme aux exigences du processus souhaité.
Globalement, la fusion par induction sous vide est un procédé spécialisé qui utilise l'induction électromagnétique sous vide pour fondre les métaux et les alliages. Elle offre un contrôle précis du processus de fusion, élimine les impuretés des gaz et permet la production de matériaux métalliques de haute qualité.
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