近些年来，国内外在真空冶金领域都付出了无数的汗水，也取得了很多的成就。新时代的冶金行业已经基本成型，各种理论也相继完备。

此课题的研究研究背景是以学校的中频真空感应炉为基础，设计一套为感应炉熔炼，浇注用的模具，以方便学校的师生们正常的科学实验研究的需求。

1。2  有色金属真空冶金的发展、研究现状

1。2。1  真空技术的发展以及真空冶金的诞生

1。2。2  真空设备与技术的发展

1。2。3有色金属的真空冶金

1。3真空感应炉的技术参数和加热原理

1。3。1真空感应炉的诞生

1890年，由于对着法拉第电磁感应现象的深入研究，瑞典人成功地运用电磁感应原理研制出了开槽式有芯炉。这标志着电磁感应加热技术的诞生。然而，受到当时技术的限制，开槽式有芯炉还无法大规模使用和推广。1916年，美国一位学者在开槽式有芯炉的基础上，研制出了闭槽式有芯炉。这使得电磁加热技术带入了实用化阶段。随着20世纪初电力电子技术的飞速发展，各种新式电子元件的加入，电磁感应加热技术取得了重大突破。1957年，美国学者研制出了晶闸管。而随后，德国科学家把晶闸管应用到电磁感应加热技术中，开启了电磁感应的现代化之路。

1。3。2真空感应炉的结构和分类

一般来说，真空感应炉由六大系统组成。它们分别是真空室、电磁感应加热区、真空系统、冷却系统、控制系统和动力供应系统。

真空室由炉体、炉盖、炉盖启闭装置等部分组成。炉体的内外壁之间有通过冷却水的冷却结构，真空炉内壁经过抛光，表面光滑。此外，真空室还具有耐高温、抗腐蚀、高强度和可焊性好等特点。真空系统一般由真空泵、真空测量装置、真空阀门等元件精装而成。

电磁感应加热区是用来熔炼金属的区域，主要根据电磁感应加热技术来实现炉料地熔炼。

真空感应炉主要用于生产超纯净材料，冶炼金属、合金和有色金属。由于真空感应炉是在真空条件下对金属进行加热，这样就完全消除了加热过程中工件表面的氧化和脱碳，可获得无变质层的清洁表面。在真空环境下，实现了环保无污染，也不需要对工业三废进行处理。现在先进的真空炉机电一体化程度高，可以通过计算机辅助设计，预先设计实验加工步骤，设定编程，精确地进行现实中的加工生产。这样不仅预防了直接生产带来的不必要错误，还能提高产品的成品率，降低生产试验成本。

真空感应炉的种类很多，根据交流电源的频率不同，真空感应炉分为工频感应炉、中频感应炉和真空感应炉。

工频真空感应炉是以工业频率的电源（50Hz -60Hz）为电源的感应炉，包括有芯和无芯两种。主要通过电磁感应加热融化物料，冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁等金属材料。

中频真空感应炉使用的电源频率为150Hz-10000Hz。由于我国采用频率为50Hz的电源，因此中频真空感应炉正常熔炼时还需要变频设备。中频真空感应炉主要用于冶炼、透热、淬火、烧结、钎焊等工业生产各个领域。因其有着熔化速度快，生产效率高；适应性强，使用灵活；电磁搅拌效果好；操作方便等诸多优点，在近些年，广泛使用在钢铁及其他有色金属生产部门，在铸造业也广泛使用。

高频真空感应炉是指所用电源在10000Hz以上，最高达到1MHz的感应炉。与中频真空感应炉相似，同样需要变频设备。这类感应炉主要用于科学实验的研究。

1。3。3真空感应熔炼的基本原理