Il processo di rifusione ad arco sottovuoto (VAR) è una tecnica di fusione secondaria utilizzata principalmente per purificare e raffinare leghe di alto valore come l'acciaio inossidabile, le leghe a base di nichel e quelle a base di titanio. Questo processo prevede la fusione graduale di un elettrodo di partenza in condizioni di vuoto utilizzando un arco elettrico, seguita dalla solidificazione controllata del metallo fuso per formare un lingotto di alta qualità.
Spiegazione dettagliata:
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Panoramica del processo:
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Il processo VAR inizia con un elettrodo di partenza, tipicamente fuso da un precedente processo di produzione. Questo elettrodo viene posto in un forno a vuoto dove viene sottoposto a un arco elettrico generato da una corrente continua (DC). L'intenso calore dell'arco fonde la parte inferiore dell'elettrodo, causando la formazione di gocce che cadono in una vasca fusa sottostante. Questa piscina si solidifica continuamente in uno stampo raffreddato ad acqua, formando il lingotto finale.Meccanismo di purificazione:
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L'ambiente sottovuoto svolge un ruolo cruciale nella purificazione del metallo. Sotto vuoto, gli elementi ad alta pressione di vapore come Pb, Sn, Bi, Te, As e Cu evaporano, riducendo così la loro concentrazione nella lega. Inoltre, le goccioline trasportano le inclusioni di ossido a bassa densità verso il bordo di solidificazione vicino alla superficie dello stampo, segregando efficacemente le impurità.
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Reazioni fisiche e chimiche:
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Quando le gocce fuse attraversano l'area dell'arco, che può raggiungere temperature vicine ai 5000 K, e poi si solidificano nello stampo di rame raffreddato ad acqua, si verificano una serie di reazioni fisiche e chimiche. Queste reazioni raffinano il metallo, migliorandone la purezza e la struttura cristallina. Il processo utilizza essenzialmente l'energia termica dell'arco CC per rifondere il metallo sotto vuoto e solidificarlo in un lingotto, migliorandone la qualità.Applicazioni e uso industriale:
Il processo VAR è stato utilizzato per la prima volta negli anni '50 per applicazioni aerospaziali e da allora si è affermato per una vasta gamma di acciai speciali e superleghe. È particolarmente importante nei settori che richiedono un'elevata purezza del materiale e prestazioni elevate, come quello aerospaziale, energetico e nucleare. Il processo si è evoluto per soddisfare le crescenti richieste di proprietà straordinarie dei materiali e viene spesso combinato con altri metodi di fusione per ottenere livelli di prestazioni più elevati.
