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佳木斯专业电子束炉设备

发布时间:2022-01-15 01:35:08
佳木斯专业电子束炉设备

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近年来,随着航天、航空工业的快速发展,国内外对高品质钛合金的需求越来越大,这也使得节能降耗、经济稳定的真空冷枪电子束冷床炉熔炼技术得到了越来越广泛的应用。电子束熔炼炉(以下简称EB炉)是一种真空熔炼炉,它在真空条件下利用高能电子束流作为热源来冶炼高纯度难熔金属及其合金。它的核心设备主要由三部分组成:(1)电子枪。(2)高压直流电源。(3)电子束控制系统。电子枪是电子产生的来源。高压直流电源加在电子枪的阴极和阳极之间用来加速电子。电子在高压电场作用下向下加速运动形成高速电子束流,电子束控制系统完成对电子束的聚集和偏转。

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电子束热处理包括电子束表面合金化,即用电子束加热涂覆在工件表面的粉末状合金元素(单一金属或合金粉末)使其熔化并扩散入基体表面层,从而得到耐磨、耐腐蚀或耐热的表面层。电子束是由电子枪内热阴极(灯丝)发出的电子,通过高压环形阳极加速并聚集成束,使电子束流打击金属表面,达到加热的效果。表面加热深度主要取决于加速电压。电子束热处理优点:电子束热处理的主要优点是加热速度快,变形小;淬火后可获得细晶组织。

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电子轰击炉,利用加速的电子流轰击物料,使物料加热的一种电炉,加热温度可达约3500℃,具有调节控制方便,已广泛用于金属提纯,单晶硅的生长,特种材料的熔炼和高温X射线衍射仪的加热装置等。用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉。在真空炉壳内,由阴极电子枪发射电子,电子束受加速阳极的高压电场的作用加速,轰击位于阳极的金属物料,使之发热熔化,滴入水冷铜结晶器中凝固成锭。整个密闭炉体由电子发射系统、真空系统以及金属熔炼系统构成。由于电子束可经电磁聚焦装置高度密集,所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉适合于熔炼高熔点、高纯度的金属,如W、Mo、Ta、Nb等。

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电子束热效应是将电子束的动能在材料表面转化成热能以实现对材料的加工,其中包括:①电子束精微加工,可完成打孔、切缝和刻槽等工艺,这种设备一般都采用微机控制,并且常为一机多用。电子束焊接与其他电子束加工设备不同之处在于,除高真空电子束焊机之外,还有低真空、非真空和局部真空等类型;③电子束镀膜,可蒸镀金属膜和介质膜;④电子束熔炼,包括难熔金属的精炼,合金材料的制造以及超纯单晶体的拉制等;⑤电子束热处理,包括金属材料的局部热处理以及对离子注人后半导体材料的退火等。上述各种电子束加工总称为高能量密度电子束加工。

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国内电子束冷床熔炼技术的日趋成熟为钛合金的低成本化制备提供了重要的技术途径,而国内电子束冷床熔炼技术主要有以下几个优点,第一个优点是较好地消除高、低密度夹杂,可获得组织均匀的铸锭。第二个优点是可100%利用返回料,而生产Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料;第三个优点是可一次熔炼成锭;第四个优点是可生产扁锭,减少后续加工量。研究人员采用EBCHM代替传统的VAR,通过大量添加返回料,单次熔炼生产TC4钛合金扁锭。扁锭表面处理、包覆后直接开坯轧制,制备8mm厚TC4钛合金板材。

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在真空下,电子束电子枪的阴极被加热产生热电子逸出。在加速电压的作用下,热电子向阳极(零电位)加速运动。由于聚束极的作用,电子束从阳极的中心孔通过,电子束冷床炉向下继续运动,经磁聚焦透镜的多次聚焦和磁偏转扫描透镜的调节,使电子束准确而集中地轰击到原料棒的表面。在原料和熔池表面产生3000°C以上的温度,原料的表面被加热、熔化、滴入熔池中。熔池就是锭上端的熔化部分,其周围是水冷铜坩埚(结晶器)。真空电子束熔炼炉,由于电子束的加热作用,熔池保持不断地上下、内外对流。随着熔化的原料不断滴入,熔池表面不断上升,拖锭装置又将锭不断向下拉动,使熔池表面保持一定高度。