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真空感应炉熔炼用于生产高温和精密合金

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真空感应炉熔炼用于生产高温和精密合金

发布日期:2017-10-18 00:00 来源:http://www.dlt-vac.com 点击:

20世纪50年代钛材开始大量生产。真空凝壳炉70年代便有容量数十吨以至上百吨的真空熔炼设备,现在已发展成为配备现代技术装备的特种材料重要生产部门。

在低于常压直至高真空(从小于100kPa至1.3×10-10Pa)条件下进行的有色金属熔炼和铸锭过程。是生产难熔、稀有和活性金属材料,也是获得高纯度、高质量金属材料的重要现代熔炼技术。1917年真空熔炼开始从实验室过渡到工厂规模,当时只能少量熔炼镍基合金、热电偶材料及电阻发热材料。第二次世界大战期间及战后,随着真空技术的发展和军事工业及现代科学技术对高性能新型金属材料的需要,真空熔炼得到了迅速发展。

真空熔炼由于提纯作用强、杂质易挥发、去气效果好、脱氧能力强、部分氮化物及氢化物可热分解,一些在大气下不能进行的化学反应也能进行,特别是有气体产物形成的反应,所以能够得到纯洁度高、材质均匀、含气量低、杂质少、缺陷少、加工性能优良的金属材料。原子能工业用的高纯钡、铪、钒及钍、高温合金、热电合金和磁性材料、活性金属钛和锆、难熔金属钨、钼、钽、铌及电真空用的铜、镍合金都是用真空重熔法生产的。主要真空熔炼设备和方法有真空感应炉熔炼、真电弧炉熔炼(见有色金属合金真空电弧炉熔炼)和电子束炉熔炼3种。

真空感应炉熔炼,是把感应器和坩埚置于真空中,在1.3×10-2~1.3×10-3Pa真空下熔炼,用于生产高温和精密合金。电子束炉熔炼是在高真空下(1.3×10-1~1.3×10-5Pa)用一个或数个电子枪发射电子束,轰击被熔物体使之熔化滴入水冷铜结晶器凝成锭。电子束炉熔炼适用于超纯金属及难熔金属的熔炼。

真空感应熔炼今后在下述四个方面仍将获得广泛应用:(1)熔炼要求成分控制精确、纯度高、夹杂少的合金。如镍基高温合金、超高强度马氏体时效钢、超纯铁素体不锈钢及高纯金属等;(2)回收贵重合金料,如镍基合金、高合金不锈钢等;(3)生产无余量加工的精密铸造件;(4)用水冷铜片镶制坩埚与氧化钙坩埚熔炼活性金属合金如钛、锆等。一般来说,熔炼是将矿石或精矿(或焙砂烧结块)与熔剂一道进行高温加热熔化,使物料中各组分发生一系列化学反应,结果得到二种或二种以上互不相溶的液态产物-粗金属或锍及炉渣,并产生炉气和烟尘。各种液态产物,由于密度不同,在熔炼炉内自动分层,分别放出,使金属或金属化合物与脉石分离。

按照熔炼过程中化学反应的特点,熔炼可分为:还原熔炼、造锍熔炼、沉淀熔炼、氧化熔炼、氯化熔炼等。按照熔炼设备不同,可分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼等。

真空凝壳炉

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