La fusion à l'arc sous vide, et plus précisément la refusion à l'arc sous vide (VAR), est un procédé de fusion secondaire utilisé principalement pour produire des alliages métalliques de haute qualité. Ce procédé est particulièrement important pour les applications critiques dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'énergie et le nucléaire.
Comment fonctionne la fusion à l'arc sous vide ? 4 étapes clés pour des alliages métalliques de haute qualité
1. Installation et fusion initiale
Le procédé de fusion à l'arc sous vide commence par l'utilisation d'une électrode consommable cylindrique. Cette électrode est généralement fabriquée à partir d'un alliage métallique préalablement coulé. L'électrode est placée dans une chambre à vide, au-dessus d'un creuset en cuivre refroidi à l'eau. Le creuset est conçu pour avoir un diamètre supérieur à celui de l'électrode afin de contrôler l'arc. Une petite quantité du même alliage à refondre est placée au fond du creuset.
2. Formation de l'arc et fusion
Un arc électrique à courant continu est établi entre l'électrode et le métal dans le creuset. Cet arc peut atteindre des températures de près de 5000 K, ce qui fait fondre rapidement le fond de l'électrode. Les gouttelettes de métal fondu tombent à travers l'arc et dans le creuset, formant un bassin de fusion.
3. Solidification contrôlée
Alors que le métal continue de fondre et de couler dans le creuset, il subit un refroidissement rapide grâce aux parois du creuset refroidies par l'eau, ce qui conduit à la solidification. Le processus de solidification est étroitement contrôlé pour garantir la formation d'un lingot homogène et raffiné. La vitesse de refroidissement, l'écart entre l'électrode et le creuset et le courant utilisé sont des paramètres critiques qui affectent la qualité du produit final.
4. Purification et affinage
L'environnement sous vide et les températures élevées du procédé VAR favorisent l'élimination des impuretés et l'affinage de la structure cristalline du métal. Ceci est particulièrement important pour les métaux réactifs comme le titane et le zirconium, qui peuvent être purifiés sans contact avec des matériaux réfractaires, et pour les aciers et les superalliages, pour lesquels la propreté des inclusions est améliorée.
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