當前，世界上許多國家，特別是發(fā)達國家，為了開展空間技術、占領空間范疇、加速完成國防現(xiàn)代化、增強國防士氣，不惜斥巨資，力爭上游地競相開發(fā)和制造先進的航空、航天、航海設備，如：宇宙飛船、國際空間站、人造衛(wèi)星、核潛艇、噴氣式遠程轟炸機、原子能、火箭、導彈等設備。

但是，這些設備對制造它的資料性能請求十分嚴厲，對所用的鋼材、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厲請求，特別是對資料性能的穩(wěn)定性、分歧性和牢靠性請求十分高。

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

經(jīng)過大量的系統(tǒng)的理論和理論研討，以及從熱力學和動力學等方面研討和討論冶金過程中的物理化學反響機理，得出的重要結論是：獨一可以滿足上述請求的工藝就是在真空室內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，以進步被熔金屬的純度。

就目前國內外工業(yè)程度來看，可以圓滿完成冶煉上述資料的設備主要有以下3種，這就是：真空感應熔煉爐、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種冶煉設備及其新工藝。

1真空感應熔煉爐（VIM）

世界上第一臺真空感應爐是于1917年在德國降生的，用于熔煉飛機和火箭發(fā)起機的引擎。真空感應熔煉爐是真空冶金范疇中應用非常廣的設備之一。

事實證明，宇航、導彈、火箭、原子能設備和電子工業(yè)所需求的合金和特殊鋼，占有相當比例的產(chǎn)品是采用真空感應熔煉爐消費出來的。

例如，鎳基、鈷基、鐵基高溫合金采用真空感應熔煉爐工藝熔煉時，其熱加工性能和機械性能明顯進步。像不銹鋼、耐熱鋼、超高強度鋼、工具鋼、軸承鋼，以及磁性資料、彈性合金、收縮合金等簡直均采用真空感應熔煉爐來熔煉，以保證資料性能和質量。

此外，隨著二次重熔工藝的開展，真空感應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量的自耗電極，以及消費母合金供精細鑄造用。

眾所周知，真空感應熔煉爐工藝，對金屬的凝結、精煉和合金化的整個過程，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，碳具有很強的脫氧才能，其脫氧產(chǎn)物CO不時被抽至系統(tǒng)之外，克制了采用金屬脫氧劑脫氧的污染問題。

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

真空感應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系，如宇航、導彈、火箭、原子能等設備所需的高溫合金。在未采用真空熔煉辦法消費的高溫合金，其工作溫度普通只要750~810℃；而采用真空熔煉辦法消費的高溫合金，其工作溫度可到達980~1090℃的程度。這主要是由于采用真空感應熔煉爐熔煉的鎳基、鐵基、鈷基高溫合金時，降低了間隙元素O2、N2、H2，能肅清非金屬夾雜物，以及去除低熔點有害金屬雜質，如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te等。

真空感應熔煉爐的設備主要由爐殼、感應器、坩堝、傾爐機構、錠模機構、供電安裝，以及水冷系統(tǒng)等組成。爐殼上附設有察看、測溫、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。

真空感應熔煉爐在構造設計上需思索的重要問題是防止真空放電，為此，關于爐殼內的一切帶電體都需求經(jīng)過絕緣處置，并且感應器在構造上應沒有尖角、毛刺和銳棱。

綜上所述，真空感應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)品應用上看，主要用于消費宇航、導彈、火箭、原子能和電子工業(yè)所需的高溫合金、超高強度鋼、不銹鋼，以及其他特殊用處的合金。

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