La plateforme dispose de plusieurs équipements permettant la préparation de lingotins et lingots d’alliage massifs. Nous utilisons principalement des techniques de fusion par induction et de fusion par arc.
Les postes de chauffage par induction sont équipés de générateurs haute fréquence d’une puissance allant de 15 à 100 kW.
Les équipements (creusets froids, inducteurs..) sont conçus et réalisés au sein de la plateforme avec le soutien de l’atelier mécanique de l’Institut.
Techniques de fusion par induction
- Fusion par induction dans des creusets à secteurs refroidis par eau : dix postes permettent de préparer de 10 à 300 g d’alliages ; certains creusets sont équipés de dispositifs de coulée dans une lingotière refroidie par eau. Un système a également été conçu pour travailler sous hydrogène.
- Fusion de zone sur nacelles de cuivre refroidies sous atmosphère contrôlée : Cette technique permet la purification et la production de métaux de très haute pureté (le fer, chrome par exemple) ainsi que la mise en forme de lingotins destinés à d’autres étapes d’élaboration.
- Fusion en lévitation électromagnétique : la fusion se fait sans contact avec un creuset et le brassage électromagnétique permet l’homogénéité du bain. Les solénoïdes possèdent une géométrie spécifique et adaptée au type d’alliage synthétisé, qui permet la lévitation de l’alliage liquide ; ils sont conçus et réalisés au laboratoire ; la coulée se fait dans une lingotière de cuivre refroidie de diamètre variable. Le générateur de 100 kW permet de léviter jusqu’à 40 g de matière.
Un générateur Siatem de Genesi Srl (Italie) très haute fréquence (3-6 MHz) de 60 kW a récemment complété les dispositifs de fusion, avec deux objectifs :
- Permettre l’élaboration de céramiques par la méthode d’auto-creuset (en nacelle de cuivre refroidie par eau),
- Développer un poste de fusion par plasma inductif Ar/H qui sera dédié à la préparation de matériaux pour applications à très haute température (massifs sur sole froide dans un premier temps puis sous forme de poudres fines).
Fusion par arc électrique
Les deux appareils dont nous disposons offrent la possibilité de préparer soit de faibles quantités d’alliages (5 g), soit des quantités allant jusqu’à environ 100 g sous atmosphère protectrice. Nous avons également la capacité de réaliser des coulées par aspiration directement dans l’enceinte du four.