Der Prozess – Plasma Metall

Eine einstufige Sache

Das besondere Verfahren
von Plasma Metall

Genauer hingeschaut: Die Schritte unseres Prozesses erklärt.

Worin genau die Einzigartigkeit unseres Verfahrens besteht? Das möchten wir an dieser Stelle genauer erklären. Beim Prozess von Plasma Metall setzen wir auf das SinglePAM-Schmelzverfahren. Die Innovation in diesem Verfahren besteht darin, dass die chemische Qualität eines dreifach erschmolzenen Ingots in nur einem Schmelzvorgang sichergestellt werden kann, was den Herstellungsprozess signifikant beschleunigt. Zudem ist bei diesem Vorgang der erstmalige Einsatz von Kreislaufmaterial beim Primärschmelzen möglich. Dies führt zu einer Kostenreduzierung im Vergleich zu etablierten Verfahren. Mögliche Werkstoffe reichen von Titanaluminiden bis zu Legierungen auf Molybdän-, Nobium-, Nickel-, Eisen- oder Cobalt-Basis. Mehr Details zu den einzelnen Verfahrensschritten erfahren Sie, wenn Sie sich durch unseren Prozess weiter unten klicken.

Erfahren.

Mit Plasma Metall gewinnen Sie einen verlässlichen und erfahrenen Partner für Ihre Projekte im Bereich der Hochtemperaturlegierungen.

Individuell.

Unser Prozess ermöglicht Ihnen nicht nur eine hohe Individualität in den Anforderungen an den Werkstoff, sondern bietet auch ein hochinnovatives Verfahren.

Persönlich.

Bei der Betreuung unserer Kunden und Partner setzen wir auf individuelle Absprachen und persönliche Ansprechpartner.

Schritt 1: Die Materialauswahl & Dosierung

Für die exakte Rohstoffdosierung arbeiten wir mit einer EDV-gestützten Wiege- und Mischstation. Dabei setzen sich die Rohstoffe aus einem Basiselement, wie zum Beispiel Titanschwamm und elementaren Metallen und/oder Vorlegierungen für refraktäre Metalle zusammen. Dieser Prozessschritt bildet die elementare Grundlage für die finale Legierung, denn hier wird die wesentliche chemische Zusammensetzung des Endprodukts eingestellt.

Präzise Dosierung mittels EDV-gestützter Wiege- und Mischstation
Grundlage für die chemische Zusammensetzung des Endprodukts

Schritt 2: Das Komprimieren

Im Prozessschritt des Komprimierens – auch Brikettieren bezeichnet – werden die Schmelzelektroden vorbereitet. Dafür wird das Basiselement der Legierung zusammen mit den weiteren Legierungsbestandteilen der Materialauswahl in einer Presse kaltisostatisch zu Briketts (Compacts) verdichtet.

Vorbereitung der Schmelzelektroden
Verpressung des Ausgangsmaterials zu Briketts/Compacts

Schritt 3: Die Vorbereitung des Schmelzvorgangs

Der SinglePAM-Schmelzprozess ist das innovative Herzstück unseres Verfahrens. Der Schmelzvorgang von Plasma Metall ist einstufig aufgebaut, im Gegensatz zu anderen Verfahren in Europa. Unsere Anlagentechnologie erlaubt dabei erstmalig die direkte Erschmelzung der Rohstoffe bei gleichzeitigem Abguss des Primäringots. Doch beginnen wir von vorn: Der Vorgang des Schmelzens – welcher komplett unter Inertgas-Atmosphäre erfolgt – beginnt mit dem Transport der verpressten Briketts in den wassergekühlten Kaltwandtiegel zum Schmelzen. In diesem Schmelztiegel werden die Briketts durch den Plasmabrenner, der mit einer Energie von 350-600 kWh versorgt wird, vollständig aufgeschmolzen.

Innovativer einstufiger Schmelzprozess (SinglePAM-Schmelzprozess)
Schmelzleistung von bis zu 600 kWh

Schritt 4: Das Schmelzen

Die gezündete Plasmaflamme wird nach vordefinierten Bewegungsmustern über die gesamte Oberfläche des Schmelzbades geführt, bis zum vollständigen Aufschmelzen der Briketts. Während sich das Schmelzbad bildet, werden weitere Briketts mit dem Barrenförderer nachdosiert, um den Schmelztiegel vollständig zu füllen. Nach vollständiger Aufschmelzung der Briketts folgt die Homogenisierungsphase. Die neuartige Anordnung einer Induktionsspule unterhalb des Schmelztiegels ermöglicht dabei ein berührungsfreies Rühren des Schmelzbades. Nach bestimmter Verweilzeit erfolgt der Strangabguss, indem die Schmelze in eine wassergekühlte Kupferkokille gekippt wird. Die Entwicklung der Stranggusskokille ist ein vollständig neuer Ansatz zum Abguss von Ingots. Bei der Kokille handelt es sich um eine verlängerte Stranggusskokille mit zusätzlicher Induktionsspule. Durch diese innovative Konstruktion ergibt sich bei unserem Verfahren die Möglichkeit, den Erstarrungsprozess im Kopfbereich des Ingots durch die induzierte Energie direkt zu steuern und mögliche Guss-Erstarrungsdefekte zu minimieren.

Homogenisierung der flüssigen Schmelze zur Reduktion von Seigerungen
Neuartiger Stangabguss zur Minimierung von Guss-Erstarrungsdefekten

Schritt 5: Die Analyse

Im Anschluss an den Schmelzprozess erfolgt eine Analyse des erschmolzenen Materials. Um die Qualität zu sichern, wird die chemische Analyse mittels Funken-OES-Verfahrens durchgeführt. Mit diesem Verfahren ergeben sich zudem deutliche Kostenpotenziale bei der Analyse, im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren (ICP-OES, RFA).

Analyse mittels Funken-OES-Verfahren
Deutliche Kostenpotenziale im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren

Experteneinblick

Den Materialkreislauf schließen.

„Durch den einstufigen Schmelzprozess ermöglichen wir im Verfahren von Plasma Metall das direkte Umschmelzen von Rohstoffen zum Halbzeug. Eine maximale Homogenisierung und Optimierung der Halbzeuge wird dabei durch die parallele Nutzung zweier unterschiedlicher Schmelztechnologien (PAM, KIT) erreicht. So geht nur ein geringer Anteil des Rohstoffes im Prozess verloren und das Abfallmaterial kann nach einer Weiterverarbeitung wieder verwendet werden.“

Phillip Albers – Vertrieb