O processo de refusão por arco em vácuo (VAR) é uma técnica de fusão secundária utilizada principalmente para purificar e refinar ligas de elevado valor, como o aço inoxidável, ligas à base de níquel e ligas à base de titânio. Este processo envolve a fusão gradual de um elétrodo inicial sob condições de vácuo utilizando um arco elétrico, seguido da solidificação controlada do metal fundido para formar um lingote de alta qualidade.
Explicação pormenorizada:
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Visão geral do processo:
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O processo VAR começa com um elétrodo inicial, que é tipicamente fundido a partir de um processo de produção anterior. Este elétrodo é colocado num forno de vácuo onde é sujeito a um arco elétrico gerado por uma corrente contínua (DC). O calor intenso do arco derrete a parte inferior do elétrodo, provocando a formação de gotículas que caem numa poça de fusão abaixo. Esta poça solidifica-se continuamente num molde arrefecido a água, formando o lingote final.Mecanismo de purificação:
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O ambiente de vácuo desempenha um papel crucial na purificação do metal. Sob vácuo, os elementos com elevada pressão de vapor, como o Pb, Sn, Bi, Te, As e Cu, evaporam-se, reduzindo assim a sua concentração na liga. Além disso, as inclusões de óxido de baixa densidade são transportadas pelas gotículas para a borda de solidificação perto da superfície do molde, segregando efetivamente as impurezas.
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Reacções Físicas e Químicas:
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À medida que as gotículas fundidas passam pela área do arco, que pode atingir temperaturas próximas dos 5000K, e depois solidificam no molde de cobre arrefecido a água, ocorre uma série de reacções físicas e químicas. Estas reacções refinam o metal, melhorando a sua pureza e estrutura cristalina. O processo utiliza essencialmente a energia térmica do arco de corrente contínua para voltar a fundir o metal sob vácuo e solidificá-lo num lingote, melhorando assim a sua qualidade.Aplicações e utilização industrial:
O processo VAR foi utilizado comercialmente pela primeira vez nos anos 50 para aplicações aeroespaciais e, desde então, estabeleceu-se para uma vasta gama de aços especiais e superligas. É particularmente crucial nas indústrias que exigem elevada pureza e desempenho dos materiais, tais como os sectores aeroespacial, energético e nuclear. O processo evoluiu para satisfazer a procura crescente de propriedades extraordinárias dos materiais e é frequentemente combinado com outros métodos de fusão para atingir níveis de desempenho mais elevados.
