O processo VAR (Vacuum Arc Remelting) para titânio é uma técnica especializada utilizada para refinar ligas de titânio. Este processo é essencial para as indústrias que exigem materiais de alta qualidade, tais como os sectores biomédico, aeronáutico e aeroespacial.
6 passos fundamentais para obter ligas de titânio de alta qualidade
1. Fusão num ambiente de vácuo
O processo VAR decorre em vácuo para evitar a contaminação e remover as impurezas. Este ambiente permite a evaporação de elementos com elevada pressão de vapor, como o chumbo, estanho, bismuto, telúrio, arsénio e cobre, que não são desejáveis nas ligas de titânio.
2. Formação de gotículas e de uma poça de fusão
A ponta do elétrodo de titânio é aquecida por um arco de corrente contínua (CC), provocando a sua fusão e a formação de gotículas. Estas gotículas transportam inclusões de óxido de baixa densidade e caem através do vácuo para uma poça de fusão por baixo. O movimento destas gotículas ajuda a segregar as impurezas em direção ao bordo de solidificação ou à superfície do lingote.
3. Solidificação num molde arrefecido a água
A poça de fusão solidifica-se num molde arrefecido a água. Este arrefecimento rápido ajuda a formar uma estrutura cristalina que é uniforme e livre de defeitos. O processo de solidificação é controlado para garantir as melhores propriedades possíveis da liga de titânio.
4. Processamento VAR múltiplo
No caso do titânio, o processo VAR é normalmente efectuado várias vezes (processamento VAR duplo ou triplo). Esta repetição aumenta a pureza e a homogeneidade do titânio, tornando-o adequado para aplicações críticas em que a integridade do material é fundamental.
5. Monitorização e controlo
O processo VAR envolve mecanismos complexos de transferência de calor, incluindo condução, radiação, convecção e advecção devido à força de Lorentz. A monitorização e o controlo destes factores são cruciais para manter uma geometria de piscina e uma taxa de fusão consistentes, que têm um impacto direto na qualidade do lingote de titânio final.
6. Aplicação industrial e otimização
O processo VAR para titânio é uma tecnologia industrial madura, caracterizada pelo baixo consumo de energia, alta velocidade de fusão e boa reprodutibilidade de qualidade. Está sujeito a modelação matemática e simulação numérica contínuas para otimizar as práticas industriais, assegurando que o processo cumpre os requisitos rigorosos de várias indústrias de elevada procura.
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