ESR và VAR: Thép sạch nấu lại cho khuôn cao cấp và bộ phận quan trọng

Tại sao nấu lại

Nấu chảy thông thường và đúc thỏi để lại hai di sản trong thép: tạp chất (oxide và sulfide từ khử oxy và tinh luyện) và thiên tích (sự không đồng đều hóa học khi thỏi đông đặc). Tạp chất là nơi các vết nứt mỏi bắt đầu, lý do tại sao độ dai khác nhau giữa hướng dọc và hướng ngang, và điều xuất hiện dưới dạng một vết rỗ hoặc một vệt khi một khoang khuôn được đánh bóng đến gương. Nấu lại là đáp án của ngành khi độ sạch thông thường là không đủ.

ESR — nấu lại xỉ điện

Một điện cực đúc hoặc rèn của thép sơ cấp được nấu lại, từng giọt một, qua một bể xỉ phản ứng nóng chảy vào một khuôn đồng làm mát bằng nước. Xỉ làm công việc tinh luyện: nó hấp thụ tạp chất và tách sulfur khi kim loại đi qua nó. Sự đông đặc có hướng trong khuôn tạo ra một thỏi đặc, đồng đều với thiên tích ít hơn nhiều so với ban đầu.

Các lợi ích thực tế là độ sạch, tính đồng đều và độ dai ngang — các tính chất đủ đồng đều cho các khối khuôn lớn, với khả năng đánh bóng mà thép công cụ nấu chảy trong không khí thông thường không thể sánh được. ESR là phương pháp nấu lại chủ lực cho thép công cụ và khuôn cao cấp (H13 chất lượng ESR là lựa chọn đã được thiết lập cho các khuôn đúc áp lực đòi hỏi cao), thép vòng bi và phôi rèn lớn.

VAR — nấu lại hồ quang chân không

Trong VAR, điện cực được nấu lại bằng hồ quang điện bên trong một buồng chân không. Không có xỉ và không có không khí, chân không rút ra hydrogen và các nguyên tố vi lượng dễ bay hơi, và không có gì mới có thể oxy hóa vào kim loại. Sự đông đặc được kiểm soát chặt chẽ, cho hàm lượng tạp chất rất thấp và một thỏi lành lặn, đồng nhất.

VAR là tuyến đường tiêu chuẩn cho các thép quay và hàng không vũ trụ quan trọng nhất và thường được kết hợp với các bước chân không khác — nấu chảy cảm ứng chân không cộng với VAR ("double melt"), và đối với các hợp kim đòi hỏi nhất là nấu lại lần thứ ba ("triple melt").

Nấu lại mang lại — và không mang lại — điều gì

• Nó làm giảm số lượng và kích thước tạp chất (nhìn thấy dưới dạng đánh giá tốt hơn theo ASTM E45 hoặc ISO 4967), cải thiện hiệu suất mỏi và tính đẳng hướng, và nâng trần đánh bóng của thép khuôn.
• Nó không thay đổi mác thép: thành phần hóa học được cố định bởi lần nấu sơ cấp. ESR hoặc VAR là một tuyến chất lượng được bổ sung vào một mác, không phải là một mác tự thân — đó là lý do tại sao tuyến nấu lại phải được nêu trong đơn đặt hàng và nên xuất hiện trong tài liệu vật liệu, thay vì được giả định từ tên mác.
• Nó tốn chi phí: nấu chảy bổ sung, hiệu suất hiệu dụng nhỏ hơn và thời gian giao hàng dài hơn khiến phôi nấu lại rõ ràng đắt hơn các tương đương nấu chảy trong không khí. Các mức phí chính xác biến đổi quá nhiều theo mác và thị trường để trích dẫn một con số phổ quát.

Nơi người mua trả tiền cho nó

• Khuôn đúc áp lực cao, nơi tuổi thọ mỏi nhiệt theo độ sạch — logic đằng sau các yêu cầu H13 chất lượng cao cấp của NADCA.
• Khuôn nhựa quang học và bóng cao, nơi một tạp chất đơn lẻ có thể làm hỏng một khoang đã đánh bóng.
• Vòng bi, bánh răng và bộ phận quay hàng không vũ trụ, nơi tuổi thọ mỏi là quan trọng cho chứng nhận.
• Khối khuôn cao cấp lớn, nơi tính đồng đều qua một tiết diện dày là toàn bộ vấn đề.

Đối với công việc kết cấu hoặc máy móc thông thường, phí cao cấp không mua được gì đo lường được. Nấu lại kiếm được giá của nó chính xác ở nơi phá hủy được chi phối bởi tạp chất xấu nhất trong bộ phận — và người mua nên có thể nêu tên chế độ phá hủy đó trước khi trả tiền.