Para fundir metal no vácuo, é utilizado um processo denominado fusão por indução no vácuo (VIM). Segue-se uma explicação pormenorizada do processo:
1. Câmara de vácuo: O processo de fusão tem lugar no interior de uma câmara de vácuo. Esta câmara é hermética e foi concebida para suportar as condições de vácuo necessárias para o processamento.
2. Forno de indução: No interior da câmara de vácuo, existe um forno de indução. Este forno contém um cadinho revestido de material refratário, que é o recipiente onde o metal é fundido. O cadinho é envolvido por uma bobina de indução. A bobina de indução é responsável pela geração da indução electromagnética.
3. Indução electromagnética: O aquecimento por indução é utilizado para fundir o metal. Quando uma corrente alternada flui através da bobina de indução, cria um campo magnético variável. Este campo magnético variável induz correntes de Foucault no interior do metal condutor. Estas correntes de Foucault geram calor, resultando na fusão do metal.
4. Correntes de Foucault: As correntes parasitas são correntes circulantes que fluem dentro de um condutor quando exposto a um campo magnético variável. No caso do VIM, as correntes parasitas são induzidas no metal que está a ser fundido. Estas correntes criam efeitos de aquecimento, aumentando a temperatura do metal até este atingir o seu ponto de fusão.
5. Condições de vácuo: A utilização de vácuo é crucial no VIM porque certos metais e ligas têm afinidade com o oxigénio, o azoto e o hidrogénio. A fusão destes metais na presença de ar resultaria em reacções indesejadas e impurezas. Ao criar vácuo, o metal pode ser fundido sem qualquer contacto com estes gases, garantindo uma fusão limpa e pura.
6. Metais adequados para VIM: A fusão por indução em vácuo é adequada para fundir metais e ligas que se combinam facilmente com o oxigénio, o azoto e o hidrogénio. Alguns exemplos de metais que podem ser fundidos usando VIM incluem superligas, alumínio, aço inoxidável, níquel e cobalto.
7. Processo de fusão: O processo de fusão começa com a adição dos materiais metálicos ao cadinho revestido de refratário. O forno de indução gera o calor necessário através de indução electromagnética. O metal é aquecido até atingir o seu ponto de fusão e tornar-se fundido.
8. Fundição e vazamento: Uma vez fundido, o metal pode ser moldado na forma desejada ou utilizado para processamento posterior. Todas as operações de fusão e fundição são efectuadas a baixas pressões dentro da câmara de vácuo. Isto permite um controlo preciso da química da liga e garante que o material metálico final cumpre as especificações exigidas.
9. Monitorização e ajuste da temperatura: Durante o processo de fundição, é possível monitorizar a temperatura em tempo real e ajustar a composição do material. Isso ajuda a garantir que o material metálico final esteja de acordo com os requisitos desejados do processo.
Em geral, a fusão por indução a vácuo é um processo especializado que utiliza a indução electromagnética em condições de vácuo para fundir metais e ligas. Oferece um controlo preciso do processo de fusão, elimina as impurezas dos gases e permite a produção de materiais metálicos de elevada qualidade.
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