Vakuumschmelz- und Gießanlagen

Induktiv beheizte Vakuum- Schmelz- und Gießanlagen des Typs VSG eignen sich aufgrund des modularen Aufbaus und des erprobten Anlagenkonzeptes vorzüglich für den universellen und zuverlässigen Einsatz zum Schmelzen und Gießen von Metallen, Legierungen oder Sonderwerkstoffen in der Materialentwicklung sowie in der Produktion.

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Induktiv beheizte Vakuum-Schmelz- und Gießanlagen des Typs VSG von PVA sind Kaltwandöfen aus korrosionsbeständigem Edelstahl mit wassergekühltem Doppelmantel. Die Schmelz- und Gießeinrichtung besteht aus der kippbaren Induktionsspule mit koaxialer Strom- und Kühlmittelzufuhr und dem Kokillenträger. Das verwendete Tiegelmaterial wird dem Schmelzgut angepasst. Darf das Schmelzgut mit kohlenstoffhaltigem Material in Kontakt kommen, kann der Tiegel aus Graphit oder Tongraphit bestehen, ansonsten kommen Tiegel aus Oxidkeramik zur Anwendung. Gegebenenfalls können auch Tiegel aus hoch schmelzenden Metallen verwendet werden, wenn das Schmelzgut nicht damit reagiert. In diesen Fällen wirkt der Tiegel als Sekundärwicklung. Die Energieversorgung erfolgt durch statische Mittelfrequenz-Umrichter in Transistortechnik.

Abhängig von den Kundenanforderungen werden Hoch- oder Feinvakuumpumpstände eingesetzt, die in Standardkonfiguration eine Kombination aus Drehschieberpumpe und Wälzkolbenpumpe beinhalten. Für den Hochvakuumbereich werden Öldiffusionspumpen vorgesehen, die hinsichtlich metallischer Dämpfe und Stäube unproblematischer als andere HV-Pumpen gelten. VSG-Anlagen sind als Ein- oder Mehrkammeranlagen verfügbar und bestehen aus folgenden Grundmodulen: Anlagenkessel, Vakuum-Pumpstand, Energieversorgung und Steuerung, Schmelz- und Gießausrüstung, sowie Schleuseneinrichtung mit Werkzeugen für die Behandlung der Schmelze. Diese Module sind nach Bedarf in verschiedenen Ausführungen kombinierbar und durch eine umfangreiche Auswahl an Zubehöreinrichtungen zu ergänzen.

VSG-Anlagen in Standardbauweise

PVA Vakuum-Schmelz- und Gießanlagen des Typs VSG sind in unterschiedlichen Baugrößen für Schmelzgewichte bis maximal ca. 500 kg verfügbar. Auf Grundlage einer Standardbaureihe VSG 002 - VSG 010 - VSG 030 - VSG 100 - VSG 300 werden die Anlagen in Fein- oder Hochvakuum-Ausführung mit unterschiedlich vorkonfigurierten Zubehöreinrichtungen ausgestattet und an die konkreten Kundenanforderungen angepasst. Neben dem Schmelzmaterial und dem maximalen Schmelzvolumen ist auch der benötigte Einbauraum für Kokillen oder Formen eine bestimmende Größe für die Anlagendimensionierung.

Oft gewähltes Zubehör ist insbesondere eine Schleuseneinrichtung oberhalb der Schmelzspule, durch die unterschiedliche Werkzeuge wechselweise in die Vakuumkammer eingeschleust werden können, zum Bespiel ein Tauchthermoelement zur Temperaturmessung in der Schmelze oder eine Probeentnahme-Lanze oder eine Materialzugabe-Einrichtung, ohne das Vakuum in der Ofenkammer zu brechen.

VSG 002

Hochvakuum-Universal-Laboranlage für Schmelzvolumen bis max. ca. 0,35 dm³ in der Materialentwicklung und Lehre an Instituten.

VSG 010

Vakuum-Schmelz- und Gießanlage für Schmelzvolumen bis max. ca. 2,5 dm³, die insbesondere für die Materialentwicklung oder die Edelmetallverarbeitung eingesetzt werden.

VSG 030

Vakuum-Schmelz- und Gießanlage für Schmelzvolumen bis max. ca. 5,5 dm³ mit hauptsächlichen Anwendungen in Bereichen der Edelmetalle, Formgedächtnislegierungen und Materialentwicklung.

VSG 100

Vakuum-Schmelz- und Gießanlage für Schmelzvolumen bis max. ca. 14 dm³ für den Block- oder Formenguss mit hochlegierten Stählen, Beschichtungsmaterialien (Sputtertargets) oder in der Materialentwicklung.

VSG 300

Vakuum-Schmelz- und Gießanlage für Schmelzvolumen bis max. ca. 40 dm³ mit wesentlichen Anwendungen im Bereich der Verarbeitung hochlegierter Metalle und Pilotanlagen für Stahlwerke.

VSG - P

Mehrkammeranlagen, die im Wesentlichen aus Schmelzkammer und Schleusenkammer bestehen, die durch ein Schleusenventil und ein Transportsystem verbunden sind. Die Trennung der Vakuumkammern ermöglicht eine Produktivitätserhöhung durch Verkürzung der Zykluszeit. Zeitgleich zum Schmelzprozess in der dauerhaft evakuierten Schmelzkammer erfolgt in der Schleusenkammer die Abkühlung und Belüftung des vorherigen Abgusses sowie anschließend die Evakuierung der frischen Formen oder Kokillen. Mit dem Transportsystem wird das zwischenzeitliche Ein- und Ausschleusen der Formen/Kokillen durchgeführt. Generell können Mehrkammeranlagen in horizontaler oder vertikaler Bauweise angeboten werden. Die horizontale Bauart ermöglicht eine geringere Gesamtbauhöhe und weniger Höhenniveaus für die Bedienung der Anlage, vertikale Anlagen eignen sich insbesondere für Anwendungen mit gerichteter Erstarrung auf kleinerer Stellfläche aber merklich größerer Bauhöhe.
VSG-Anlagen in Sonderbauformen

Für besondere Anwendungen werden VSG-Anlagen auf Grundlage der Standardbaureihe VSG 002 - VSG 010 - VSG 030 - VSG 100 - VSG 300 an die speziellen Anforderungen adaptiert. Beispiele sind:

VSG - S

für Sonderbauformen mit Seitentür, durch welche die Formen / Kokillen beladen oder entnommen werden können, wenn diesbezügliches Chargieren von oben nicht zweckmäßig ist.

VSG - D

für Überdruck bis max. 10 bar geeignet, um den Druck der Gasatmosphäre über dem Schmelzbad für gewisse Sonderlegierungen entsprechend variieren zu können. Diese Anlagenversion wurde in der Baugröße VSG 002 D bereits mehrmals realisiert.

VSG - DS

für Anwendungen mit gerichteter Erstarrung

VSG - B

für das Bodenabstich-Gießverfahren, so dass die Schmelze durch Freigabe einer Bodenöffnung im Schmelztiegel nach unten ausläuft.