Vacuum Arc Melting Furnace
Four à arc sous vide avec coulée pour les métaux à point de fusion élevé et les matériaux amorphes
Numéro d'article: TU-DH11
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Présentation du produit
Ce four à arc sous vide avec coulée intégrée est conçu pour la fusion haute pureté de métaux réfractaires et la coulée directe d'alliages amorphes massifs. Son arc électrique génère des températures supérieures à 3500°C, permettant une fusion rapide et propre de matériaux difficiles tels que le titane, le zirconium et les aciers spéciaux. Le système combine un environnement à haut vide avec des contrôles électromécaniques précis pour empêcher l'oxydation et assurer une chimie de fusion constante.
Conçu pour la recherche académique et la R&D industrielle, cet équipement prend en charge la production en petits lots d'alliages avancés, la préparation d'échantillons pour la caractérisation des matériaux et le développement de verres métalliques massifs. La chambre à ouverture latérale, le creuset multi-station et le mécanisme de coulée rotatif électrique rationalisent les flux de travail, le rendant idéal pour les laboratoires exigeant flexibilité et résultats reproductibles.
Construit avec des composants robustes classés pour le vide et soutenu par des tests rigoureux, ce four offre une fiabilité à long terme même sous un fonctionnement continu à haute température. Son interface PLC à écran tactile et ses fonctions automatisées minimisent l'intervention de l'opérateur, réduisant la variabilité et améliorant la sécurité dans les environnements de recherche exigeants.
Caractéristiques clés
- Température d'arc ultra-élevée : L'arc à plasma d'argon génère des températures supérieures à 3500°C, suffisantes pour fondre pratiquement n'importe quel métal ou alliage réfractaire, y compris le tungstène, le molybdène et les matériaux réactifs comme le titane et le zirconium. Cette haute densité d'énergie permet une fusion rapide, souvent en moins d'une minute, préservant les microstructures fines et réduisant la consommation d'énergie par lot.
- Creuset multi-station avec brassage intégré : Le creuset en cuivre refroidi par eau comprend cinq stations contrôlées individuellement : une poche hémisphérique spécialisée pour la coulée par aspiration et quatre cavités à fond plat pour la fusion et le dégazage généraux, chacune d'une capacité de 150 à 200 grammes. Le brassage magnétique assure un mélange homogène des éléments d'alliage, crucial pour obtenir une composition uniforme dans les systèmes multi-composants.
- Contrôle avancé du vide et de l'atmosphère : Un système de pompage en deux étapes composé d'une pompe rotative mécanique et d'une pompe turbomoléculaire permet d'atteindre un vide ultimal à froid de ≤5,0×10⁻⁴ Pa. La chambre est ensuite remplie d'argon haute pureté pour l'allumage de l'arc, créant un environnement inerte qui empêche l'oxydation et les pertes par volatilisation pendant la fusion. Cette configuration est idéale pour les métaux réactifs et permet un fonctionnement sous pression partielle pour des vitesses de solidification adaptées.
- Capacités de coulée intégrées : Au-delà de la coulée par aspiration pour les éprouvettes de traction, le four incorpore une station de coulée rotative électrique avec un moule en cuivre personnalisé. Cela permet la production de barres, de lingots ou de formes complexes en versant précisément le bain fondu sous vide ou sous argon. Le mécanisme rotatif assure un remplissage cohérent du moule et minimise la turbulence, ce qui est essentiel pour le traitement des alliages amorphes.
- Manutention des matériaux in-situ : Un bras de retournement en porte-à-faux manuel et un ensemble de manipulateur détachable permettent à l'opérateur de retourner, transférer ou réorganiser les boutons solidifiés sans ouvrir la chambre. Cette fonction est cruciale lorsque plusieurs cycles de fusion-solidification sont nécessaires pour atteindre l'homogénéité de composition ou pour créer des échantillons en couches, tout en maintenant l'atmosphère protectrice.
- Système d'électrode et d'allumage de précision : L'électrode en tungstène non consommable est montée sur une torche refroidie par eau avec une levée électrique et des traversées à joint rotulaire pour préserver l'intégrité du vide. L'allumage haute fréquence assure un amorçage de l'arc reproductible sans contact, minimisant la contamination de l'électrode. La hauteur de l'électrode peut être ajustée précisément pendant la fusion pour contrôler la puissance et la forme du bain fondu.
- Conception robuste de la chambre avec observabilité : La chambre à vide cylindrique verticale, construite en acier inoxydable, comprend une grande porte à ouverture latérale pour un accès ergonomique et un échange rapide d'échantillons. Une fenêtre d'observation grand format sur la porte offre une vue dégagée de l'ensemble du creuset et de l'arc, facilitant la surveillance du processus et la formation.
- Automatisation basée sur PLC : Le système est géré via une IHM à écran tactile intégrée à un automate programmable industriel. Cela automatise les séquences de pompage du vide, l'allumage de l'arc, le positionnement de l'électrode et les opérations de coulée avec des recettes programmables. La journalisation des données et les verrouillages de sécurité améliorent encore la reproductibilité et la sécurité de l'opérateur, rendant le four adapté aux environnements de R&D réglementés.
Applications
| Application | Description | Avantage clé |
|---|---|---|
| Développement de verres métalliques massifs (BMG) | Fusion et coulée d'alliages formant des phases amorphes à base de Zr, Ti ou Fe dans un environnement d'argon sous vide élevé pour éviter les impuretés déclenchant la cristallisation. La coulée directe dans des moules en cuivre refroidis par eau peut produire des plaques, des barres ou des barres de traction. | Atteint la haute pureté et la trempe rapide nécessaires à la formation du verre, permettant la synthèse reproductible de nouvelles compositions de BMG. |
| Alliage de métaux réactifs | Fusion de Ti-6Al-4V, Zr-Nb ou d'autres combinaisons de métaux réactifs nécessitant une atmosphère inerte pour empêcher la formation d'oxydes et de nitrures. Le brassage magnétique favorise une distribution uniforme des éléments d'alliage. | Élimine la contamination par les gaz atmosphériques, résultant en des propriétés mécaniques supérieures et une teneur réduite en inclusions. |
| Préparation de boutons d'échantillons pour XRF/XRD | Produire des boutons métalliques homogènes à partir de poudre ou de ferraille pour une analyse quantitative. Plusieurs petits échantillons peuvent être fondus dans les quatre stations de dégazage simultanément dans des conditions identiques. | Assure des normes cohérentes pour l'étalonnage et réduit la contamination croisée par l'isolement des cavités individuelles. |
| Dépistage d'alliages à haute entropie (HEA) | Fusion rapide de mélanges équiatomiques ou quasi-équiatomiques de plusieurs éléments réfractaires (par ex. MoNbTaWV) pour créer des lingots HEA. La fusion et la solidification rapides réduisent la dispersion de composition. | Accélère la découverte de matériaux combinatoire en permettant plusieurs chauffes par expérience sans exposition de la chambre. |
| Recyclage de métaux précieux | Refondre des ferrailles ou des poudres d'Au, Pt, Pd en lingots vendables. L'atmosphère d'argon et le cycle rapide empêchent les pertes par oxydation et maintiennent une haute pureté pour réutilisation. | Récupère des matériaux à haute valeur efficacement, avec un contrôle précis de la forme et du poids finaux. |
| Recherche sur les matériaux nucléaires | Manipulation d'alliages d'uranium ou de thorium dans un environnement scellé sous vide élevé pour des études de stabilité des phases. Le fonctionnement à distance via PLC minimise l'exposition aux radiations. | Fournit une atmosphère sûre et contrôlée pour la manipulation d'échantillons radioactifs, avec un confinement complet des volatils. |
| Coulée d'implants biomédicaux | Coulée directe d'alliages à base de Co-Cr-Mo ou de Ti dans des moules en cuivre de précision pour des infrastructures dentaires ou des implants orthopédiques. L'environnement de fusion propre répond aux exigences de biocompatibilité FDA/IEC. | Fournit des pièces de forme proche de la finale avec la pureté requise, éliminant la contamination de surface après coulée. |
Spécifications techniques
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Modèle | TU-DH11 |
| Chambre de fusion à arc | Chambre à vide cylindrique verticale, porte à ouverture latérale |
| Système de vide | Pompe mécanique + pompe moléculaire |
| Vide ultimal à froid | ≤5,0×10⁻⁴ Pa |
| Courant de fusion | 1000 A nominal |
| Dimensions de la chambre | Ø400 mm × 410 mm |
| Creuset de fusion | 5 stations : 1 hémisphérique avec coulée par aspiration, 4 dégazage conventionnels, capacité 150–200 g chacune, avec brassage magnétique |
| Station de coulée | Coulée rotative électrique avec moule en cuivre |
| Gaz de travail | Argon |
| Retournement du matériau | Bras en porte-à-faux manuel avec ensemble de retournement du manipulateur |
| Allumage de l'arc | Haute fréquence |
| À joint rotulaire ; levée électrique de l'électrode ; coulée entièrement électrique | |
| Observation | Fenêtre de grand diamètre sur la porte latérale |
| Contrôle | Écran tactile + PLC |
Pourquoi choisir ce produit
- Performance éprouvée dans des environnements difficiles : Chaque composant, des joints de vide aux électrodes refroidies par eau, est sourcé auprès de fournisseurs qualifiés pour les applications industrielles de semi-conducteurs et d'aérospatiale, garantissant que ce four maintienne des performances de vide et d'arc stables après des milliers de cycles.
- Qualité de construction supérieure pour un usage continu : La chambre à parois épaisses en acier inoxydable, les creusets en cuivre et le cadre de portique robuste sont conçus pour le cyclage thermique et les arcs accidentels, offrant des années de service sans problème dans les laboratoires à haut débit.
- Personnalisation polyvalente : Les unités standard peuvent être adaptées avec des géométries de creuset supplémentaires, des options à double électrode ou des moules de coulée spécialisés. Notre équipe d'ingénierie travaille en étroite collaboration avec les clients pour intégrer ce four dans les flux de travail existants ou pour créer des stations de fusion automatisées sur mesure.
- Intégrité de vide inégalée : La combinaison de joints élastomères et métalliques avec une pompe moléculaire garantit un pompage rapide et un dégazage minimal, essentiel pour le traitement de matériaux sensibles aux espèces oxydantes. Les jauges de vide en temps réel et les routines automatiques de test de fuite assurent des performances cohérentes.
- Support dédié après-achat : Nous fournissons une installation sur site, une formation complète et un support technique rapide pour minimiser les temps d'arrêt. Notre réseau de service mondial et notre stock de pièces de rechange garantissent que votre calendrier de recherche ou de production reste sur la bonne voie.
Pour des configurations personnalisées ou un devis détaillé, veuillez contacter notre équipe de vente technique, qui se fera un plaisir de discuter de vos défis spécifiques et de proposer une solution optimisée.
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