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电子束熔炼工艺的冶金学!

2022-09-07 08:45:49

电子束熔炼指的是在高真空下将高速电子束流的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的一种真空熔炼方法。简称EBM。这种熔炼方法具有熔炼温度高、炉子功率和加热速度可调、产品质量好的特点,但也存在金属收得率较低、比电耗较大、须在高真空状态下进行熔炼等问题。电子束熔炼不仅用于钢铁和稀有金属的熔炼和精炼,也广泛用于焊接、陶瓷材料熔铸等。


电子束水平熔炼炉


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。


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Z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。金属和非金属成分的蒸气压力高于基体材料的蒸气压力时,它们将选择性地蒸发,从而得到所需要的高纯度钢锭。沿熔体表面快速扫描束斑可避免局部过热,并允许我们现在通过EB熔炼持续生产合金,特别是在钛工业中。


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电子束熔炼炉

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