巴彦淖尔真空电子注设备

在高真空条件下，阴极由于高压电场的作用被加热而发射出电子，电子汇集成束，电子束在加速电压的作用下，以极高的速度向阳极运动，穿过阳极后，在聚焦线圈和偏转线圈的作用下，准确地轰击到结晶器内的底锭和物料上，使底锭被熔化形成熔池，物料也不断地被熔化滴落到熔池内，从而实现熔炼过程，这就是电子束熔炼原理。电子束熔炼以其杰出的精炼能力而著称，并且在热源上具有高度的灵活性。因此非常适合于在水冷无陶瓷铜模下利用高真空对金属和合金进行重熔和精炼。当今，该工艺主要用于耐火材料和活性金属(钽、铌、钼、钨、钒、铪、锆和钛)及其合金的生产。其在高纯度金属溅镀靶材和电子合金的制造以及钛屑回收方面发挥着重要的作用。

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电子束加工是利用高能量的会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行的加工。利用电子束的热效应可以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼，或直接使材料升华。电子束曝光则是一种利用电子束辐射效应的加工方法。利用电子束加工设备的热效应可以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼，或直接使材料升华。电子束曝光则是一种利用电子束辐射效应的加工方法。

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电子束熔炼工艺的冶金学：电子束枪为高温热源，在束斑点的温度甚至能超过所有金属的熔化温度和蒸发温度。在高频下进行磁偏转和快速扫描，电子束将有效指向具有多种形状的目标，因此电子束是重熔技术中*灵活的热源。电子束冲击目标的典型功率密度为100 W/cm²。根据熔炼材料的特性，功率传递的有效范围约为50~80%。因为EB熔炼为表面加热方法，它只能以可接受的熔化速率生成浅熔池，这必然在多孔性、偏析等方面影响钢锭结构。过热金属熔池表面暴露在1-0.0001Pa的高真空环境下将对熔化材料产生极好的脱气作用。

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真空熔炼炉炉盖、炉体及炉底均采用双层水冷结构，保持炉壳温度不超过60℃。炉盖打开方式为手动，炉盖上设有观察孔及挡板，为便于熔化过程中添加合金元素，炉盖上特设有合金加料器。炉体内有一感应线圈，通过手动转动炉外手柄可轻松将坩埚内熔液浇入锭模，锭模可设计成水冷形式。坩埚上部设有一测温装置。电子束熔炼炉应尽量满足以下基本要求：①熔化速度要快：②熔池的表面积与熔池深度之比应尽可能小：③熔池内金属温度要均匀：④炉子的热效率要高：⑤工艺操作方便，装炉及熔炼的所有工序应尽可能采用机械化、自动化方法操作：⑥熔炉砌体的化学稳定性及各方面性能能保证熔体的质量。

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电子束轰击炉的自动化主要集中在：（1）数据采集、监测、整理、显示与记录。包括灯丝电流（使螺线阴极或板阴极发射电子）、施加的高压、冶炼时间和真空度等工艺参数。（2）发射电子控制。包括灯丝加热电流控制和控制栅电压控制。（3）施加的高压的电压值控制。（4）限流与安全保护。这是*关键的，因为冶炼时自耗电极或熔池会逸出气体，导致短路而跳闸，无法进行冶炼，闭环自动控制系统如改变控制栅电压以控制电子流或控制灯丝电流都因快速性不足而不能解决跳闸问题。有效的方法是在主回路串入饱和电抗器的开环自动控制方式，利用饱和电抗器的特性，即一定控制电流下有一定*大输出电流，逸出气体导致短路，但电流受限而不会过大而跳闸，这就使冶炼得以继续进行。

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电子束熔炼炉通常使用间热式轴向电子枪，有时一台设备配几支枪，呈环状布置，以便从几个方向轰击炉料。熔炼分滴熔和池熔两种型式。滴熔时，原料制成棒状，从水平或垂直方向进到电子束通路中，料棒端头受电子束轰击后，熔化成熔滴，滴入坩埚内的熔池中。池熔时，原料呈颗粒状或粉状直接加到熔池中，电子束轰击熔池表面使之熔化。前者冶金效果(除气、去杂)好，后者便于调整合金成分，因此两者常配合使用。坩埚又叫结晶器，用铜制成，外周用水或其他液体冷却，随着熔炼作业的进展，熔池底部金属逐渐冷凝，*后形成锭子。