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A fusão a vácuo, especificamente através do processo de fusão por indução a vácuo (VIM), é uma técnica especializada utilizada para fundir e refinar metais e ligas sob condições de vácuo.Este método é essencial para materiais que são altamente reactivos com oxigénio, azoto ou outros gases presentes na atmosfera.O processo envolve a colocação de matérias-primas metálicas num cadinho rodeado por uma bobina de indução.Quando uma corrente alternada passa através da bobina, gera correntes de Foucault no metal, provocando o seu aquecimento e fusão.O ambiente de vácuo assegura a remoção de impurezas gasosas, enquanto a agitação electromagnética promove uma composição uniforme.As principais fases do processo incluem o carregamento, a fusão, a refinação e o vazamento, sendo todas elas realizadas num forno de vácuo concebido para suportar temperaturas elevadas e condições de vácuo.

Pontos-chave explicados:

1. Seleção e preparação do cadinho:

   • O cadinho é um componente crítico do processo de fusão por indução em vácuo.Deve ser feito de materiais refractários capazes de suportar temperaturas extremas e reacções químicas com o metal fundido.
   • A preparação adequada do cadinho garante que este está isento de contaminantes que possam afetar a qualidade do produto final.

2. Preparação da carga:

   • A carga é constituída pelas matérias-primas a fundir, que podem incluir metais, ligas e aditivos.
   • Os materiais são cuidadosamente selecionados e preparados para garantir que cumprem as especificações exigidas para o produto final.

3. Fusão e refinação:

   • O processo de fusão começa quando uma corrente alternada é passada através da bobina de indução, gerando correntes de Foucault na carga metálica.Estas correntes de Foucault fazem com que o metal aqueça e acabe por fundir.
   • O ambiente de vácuo desempenha um papel crucial na refinação do metal fundido, removendo os gases dissolvidos e as impurezas.Isto resulta num metal mais limpo e de melhor qualidade.
   • A agitação electromagnética, induzida pela corrente alternada, assegura uma composição uniforme em todo o metal fundido.

4. Derrame:

   • Depois de o metal ter sido fundido e refinado, é vertido em moldes para formar lingotes ou outras formas desejadas.
   • O processo de vazamento deve ser cuidadosamente controlado para garantir que o metal preencha completamente o molde e solidifique com as propriedades desejadas.

5. Componentes do forno de vácuo:

   • O forno de fusão por indução a vácuo é um sistema complexo que inclui vários componentes-chave:
     • Forno Shell:Aloja a câmara de fusão e está equipada com dispositivos de observação, de medição da temperatura e de carga.
     • Indutor:A bobina que gera o campo eletromagnético necessário para o aquecimento por indução.
     • Cadinho:Contém a carga metálica e é revestido com materiais refractários.
     • Mecanismo de inclinação:Permite que o cadinho seja inclinado para o vazamento.
     • Mecanismo do molde de lingote:Utilizado para moldar o metal fundido em lingotes.
     • Dispositivo de alimentação:Fornece a corrente alternada necessária para o aquecimento por indução.
     • Sistema de arrefecimento a água:Evita o sobreaquecimento dos componentes do forno.
   • O forno está também equipado com um sistema de vácuo para manter as condições de vácuo necessárias, um sistema de alimentação eléctrica e um sistema de controlo para gerir todo o processo.

6. Forno de fusão por indução de vácuo por lotes:

   • Num forno de fusão por indução a vácuo por lotes, todo o processo - fusão, refinação e vazamento - ocorre numa única câmara.
   • Após cada ciclo, a condição de vácuo tem de ser quebrada para remover o molde do lingote e o forno tem de ser novamente cheio para o ciclo seguinte.
   • Este tipo de forno é normalmente utilizado em indústrias que requerem metais e ligas de elevada pureza, como a indústria aeroespacial, automóvel e eletrónica.

7. Mecanismo de aquecimento:

   • O aquecimento num forno de vácuo é efectuado principalmente por radiação.As peças de trabalho devem estar corretamente espaçadas dentro do forno para garantir um aquecimento uniforme.
   • O ambiente de vácuo melhora o processo de aquecimento ao eliminar a perda de calor por convecção, permitindo um aquecimento mais eficiente e uniforme.

8. Fluxo do processo:

   • O fluxo do processo de fusão por indução a vácuo pode ser dividido em quatro fases principais:
     • Carregamento:Carregamento das matérias-primas no cadinho.
     • Fusão:Aquecimento dos materiais até à sua fusão por indução electromagnética.
     • Refinação:Remoção de impurezas e gases em condições de vácuo.
     • Derrame:Transferência do metal fundido para moldes para formar o produto final.

Em resumo, o processo de fusão por indução a vácuo é um método sofisticado para produzir metais e ligas de alta qualidade.Aproveita os princípios da indução electromagnética e da tecnologia de vácuo para obter um controlo preciso dos processos de fusão e refinação.A utilização de um forno de vácuo garante que o produto final está livre de impurezas e tem uma composição uniforme, tornando-o ideal para aplicações que exigem materiais de alto desempenho.

Tabela de resumo:

Fase	Descrição
Carregamento	Carregamento de matérias-primas (metais, ligas, aditivos) no cadinho.
Fusão	Aquecimento de materiais por indução electromagnética até à sua fusão.
Refinação	Remoção de impurezas e gases sob vácuo para obter um metal mais limpo e de melhor qualidade.
Verter	Transferência de metal fundido para moldes para formar lingotes ou formas desejadas.

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