Αρχή Λειτουργίας της Αποαέρωσης κενού σε Κενού Ηλεκτρικούς Φούρνους Τόξου

Ένα ηλεκτρικός φούρνος τόξου κενού είναι ένας βιομηχανικός φούρνος που αξιοποιεί τις αρχές της τήξης τόξου κενού για τον εξευγενισμό μετάλλων. Λειτουργώντας σε περιβάλλον κενού, αυτός ο φούρνος χρησιμοποιεί ένα τόξο μικρής διάρκειας υψηλού ρεύματος, χαμηλής τάσης για τη διαδικασία τήξης του.

Θεμελιώδεις αρχές της εκκένωσης τόξου κενού

Ο φούρνος τόξου κενού λειτουργεί με την αρχή της εκκένωσης αερίου τόξου. Σε αυτή τη ρύθμιση, η τάση μεταξύ των ηλεκτροδίων είναι αξιοσημείωτα χαμηλή, ωστόσο το ρεύμα που διέρχεται από το αέριο είναι σημαντικό, με αποτέλεσμα μια εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία εντός της ζώνης τόξου, περίπου 5000K. Αυτή η μεγάλη πυκνότητα ρεύματος προέρχεται από θερμιονική εκπομπή και αυτο-εκπομπή ηλεκτρονίων. Συγκεκριμένα, ένα στρώμα θετικών ιόντων σχηματίζεται γύρω από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, δημιουργώντας ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που ωθεί την κάθοδο να εκπέμπει αυτόματα ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με μόρια αερίου μεταξύ των ηλεκτροδίων, ιονίζοντάς τα και δημιουργώντας επιπλέον θετικά ιόντα και δευτερεύοντα ηλεκτρόνια. Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου, αυτά τα φορτισμένα σωματίδια συγκρούονται με την κάθοδο και την άνοδο, αντίστοιχα, παράγοντας έντονη θερμότητα. Η θερμοκρασία της καθόδου παραμένει χαμηλότερη από αυτή της ανόδου, επειδή ένα μέρος της ενέργειας δαπανάται στην εκπομπή ηλεκτρονίων. Επιπλέον, η ανασυνδυασμός ορισμένων θετικών ιόντων και ηλεκτρονίων συμβάλλει στις υψηλές θερμοκρασίες που παρατηρούνται.

Λειτουργικές παράμετροι της τήξης τόξου κενού

Η τήξη τόξου κενού χρησιμοποιεί συνήθως μια τάση τόξου που κυμαίνεται από 22 έως 65 volts, με ένα αντίστοιχο μήκος τόξου 20 έως 50 χιλιοστά (το τελευταίο ισχύει για μεγαλύτερα πλινθώματα). Αυτή η λειτουργία μικρού τόξου είναι χαρακτηριστική των ηλεκτρικών φούρνων τόξου κενού, διασφαλίζοντας αποτελεσματικές και ελεγχόμενες διαδικασίες τήξης.

Ιστορική εξέλιξη και βιομηχανικές εφαρμογές

Από το επιτυχημένο πείραμα τήξης σύρματος πλατίνας το 1839, χρειάστηκε πάνω από ένας αιώνας για να αρχίσουν οι ερευνητές να εξερευνούν την τήξη των πυρίμαχων μετάλλων. Το 1953, οι ηλεκτρικοί φούρνοι τόξου κενού εισήχθησαν στη βιομηχανική παραγωγή. Μέχρι το 1956, οι Ηνωμένες Πολιτείες και αρκετές ευρωπαϊκές χώρες εξακολουθούσαν να χρησιμοποιούν μη αναλώσιμους φούρνους για την τήξη τιτανίου, ενώ το 1955 σηματοδότησε την εμφάνιση αναλώσιμων φούρνων για την παραγωγή χάλυβα. Γύρω στο 1960, το βάρος των πλινθωμάτων χάλυβα που παρήχθησαν από αναλώσιμους φούρνους ξεπέρασε τους 30 τόνους, σηματοδοτώντας μια σημαντική πρόοδο στον τομέα. Επί του παρόντος, οι φούρνοι κενού που κατασκευάζονται από την Kangsai Company αποτελούν παράδειγμα αυτής της αναπτυξιακής τροχιάς, με κοινά κύρια τροφοδοτικά ρεύματος, συστήματα κενού και αυτόματα συστήματα ελέγχου μεταξύ δύο φούρνων για την ενίσχυση της αποδοτικότητας της παραγωγής και της χρήσης του εξοπλισμού.

Οφέλη θερμικής επεξεργασίας κενού

Η θερμική επεξεργασία τεμαχίων ή υλικών σε περιβάλλον κενού προσφέρει πολυάριθμα πλεονεκτήματα. Παρατείνει τη διάρκεια ζωής των εργαλείων και των καλουπιών, αποτρέποντας την οξείδωση και την αποκαρβουρίωση, με αποτέλεσμα ένα φωτεινό φινίρισμα επιφάνειας, ελάχιστη παραμόρφωση, εξοικονόμηση ενέργειας και λειτουργίες χωρίς ρύπανση. Επιπλέον, η θερμική επεξεργασία κενού μπορεί να αλλάξει τις μηχανικές και μεταλλουργικές ιδιότητες των υλικών, ενισχύοντας τη συνολική τους απόδοση.

Πλεονεκτήματα των φούρνων τήξης κενού

Οι φούρνοι τήξης κενού χρησιμοποιούνται κυρίως για την τήξη αντιδραστικών και αδιάλυτων μετάλλων, σκληρών κραμάτων, μαγνητικών υλικών και ανοξείδωτου χάλυβα. Λειτουργώντας υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης (αποσυμπίεση), αυτοί οι φούρνοι προσφέρουν πολλά οφέλη:

1. Αφαίρεση αερίου: Τα περιβάλλοντα κενού διευκολύνουν την απομάκρυνση των προσροφημένων αερίων και προάγουν σημαντική συρρίκνωση κατά τα μεταγενέστερα στάδια της τήξης.
2. Καθαρισμός ακαθαρσιών: Το κενό βοηθά στην εξάλειψη ακαθαρσιών όπως πυρίτιο, αλουμίνιο, μαγνήσιο, ασβέστιο και τα οξείδιά τους, καθαρίζοντας το υλικό.
3. Ενισχυμένη διαβρεξιμότητα: Το κενό βελτιώνει τη διαβρεξιμότητα της τήξης υγρής φάσης, βοηθώντας στη συρρίκνωση κατά τη διαδικασία τήξης και βελτιώνοντας τη δομή του κράματος.
4. Αδρανές περιβάλλον: Όταν άλλα πρωτεύοντα ή αδρανή αέρια είναι ακατάλληλα ή όταν τα υλικά είναι επιρρεπή σε αποκαρβουρίωση και καρβουρίωση, ένας φούρνος τήξης κενού παρέχει μια ιδανική λύση.
5. Μειωμένη ρύπανση: Η τήξη κενού ελαχιστοποιεί τη μόλυνση του προϊόντος από επιβλαβή ατμοσφαιρικά συστατικά όπως νερό, οξυγόνο και άζωτο. Για παράδειγμα, η επίτευξη σημείου δρόσου -40°C σε ηλεκτρολυτικό υδρογόνο είναι δύσκολη, ενώ η τήξη κενού σε μερικές εκατοντάδες Pa επιτυγχάνει ισοδύναμα αυτό το επίπεδο καθαρότητας.

Συνοψίζοντας, οι ηλεκτρικοί φούρνοι τόξου κενού προσφέρουν ένα εξελιγμένο και αποτελεσματικό μέσο τήξης μετάλλων, αξιοποιώντας τις αρχές της εκκένωσης τόξου κενού για την επίτευξη ανώτερων ιδιοτήτων υλικού και αποτελεσμάτων παραγωγής.

 Είμαστε επαγγελματίας κατασκευαστής ηλεκτρικών φούρνων. Για περαιτέρω ερωτήσεις ή εάν χρειάζεστε φούρνους τόξου βυθισμένου τόξου, ηλεκτρικούς φούρνους τόξου, φούρνους εξευγενισμού χυτών ή άλλο εξοπλισμό τήξης, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας στο  susan@aeaxa.com