A fusão por indução no vácuo (VIM) é um processo que envolve a fusão de metais em condições de vácuo, utilizando a indução electromagnética como fonte de energia.
Este método é particularmente útil para o processamento de metais reactivos e ligas especiais que requerem um ambiente controlado para evitar a oxidação e outras reacções adversas.
Explicação das 5 etapas principais
1. Princípio de funcionamento
O processo de VIM baseia-se em três princípios fundamentais: indução electromagnética, efeito de pele e condução de calor.
Uma matéria-prima metálica sólida é colocada num cadinho que é enrolado com uma bobina de indução.
Quando uma corrente alternada flui através da bobina de indução, gera uma força eletromotriz de indução que, por sua vez, induz correntes de Foucault no interior da carga metálica.
Estas correntes de Foucault geram calor e, à medida que a produção de calor excede a taxa de dissipação de calor do metal, a temperatura aumenta até que o metal se funda, passando do estado sólido ao estado líquido.
2. Vantagens das condições de vácuo
A utilização de condições de vácuo no VIM oferece várias vantagens em relação aos métodos sem vácuo.
Evita a re-oxidação de metais activos e facilita a remoção de elementos nocivos e inclusões não metálicas.
O ambiente de vácuo também aumenta a eficiência de certas reacções químicas, tais como a remoção de gases e o ajuste das composições das ligas.
3. Fluxo do processo
O processo VIM pode ser dividido em várias etapas:
Carregamento
As matérias-primas de alta pureza são carregadas no forno depois de terem sido limpas de ferrugem e óleo.
Fusão
Depois de atingir um certo grau de vácuo, a carga é aquecida. A fusão inicial ocorre camada a camada, o que ajuda na remoção de gases e inclusões não metálicas.
Refinação
Esta fase envolve a desoxigenação, a desgaseificação, a remoção de inclusões voláteis, o ajuste da temperatura e o controlo da composição. A temperatura de refinação, o nível de vácuo e o tempo de retenção são parâmetros críticos que têm de ser cuidadosamente geridos.
Fundição
Depois de o metal ter sido totalmente fundido e refinado, é moldado na forma desejada em condições controladas para evitar defeitos e garantir a qualidade do produto final.
4. Aplicações e história
O VIM foi originalmente desenvolvido para o processamento de ligas especializadas e exóticas e, desde então, tornou-se mais comum com o uso crescente de materiais avançados.
Tem sido particularmente importante em indústrias como a aeroespacial e a nuclear, onde a pureza e as propriedades dos metais são críticas.
O primeiro protótipo de um forno de indução a vácuo foi desenvolvido em 1920, e a tecnologia evoluiu significativamente desde então, com melhorias na eficiência e no controlo do processo de fusão.
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