发布时间:2022年11月15日 09:28:16
电子束冷床熔炼EB炉的特点
为了消除钛合金飞机发动机旋转部件中的冶金夹杂,20世纪80年代末,电子束冷床熔炼技术应运而生。该熔炼法虽然投资成本较高,但由于大大提高了钛及钛合金的熔炼水平而逐渐兴起被国际上引入。与较常用和较传统的 VAR 熔炼钛及钛合金方法对比,EBCHM 法主要优点如下:
(1)由于在熔炼室的高真空(低于5x10-3pa)和电子束的高能量(熔炼温度可达3000以)条件下进行,高真空度对熔炼提纯和精炼提供了很好的环境,可以保证在熔炼温度的条件下,就能使气态或蒸气压较高的杂质除去,并且越高的熔池温度达到的净化效果也越高。当杂质的饱和蒸气压达到基体金属蒸气压的100倍左右时,杂质元素均可以去除,熔炼可以达到很好的精炼效果
(2)对高、低密度夹杂物去除效果好,因为冷床炉可以根据熔融金属的体积大小,独立地控制钛及钛合金在冷床内停留的时间,那么在冷床精炼区内,高、低密度夹杂物原则上可分别通过溶解挥发、因重力作用沉降的机制被去除,最终得到杂质含量较少的铸锭
(3)电子束功率密度高,可达104-108 W/cm²,而且熔池表面温度可以较大范围内调节,可以得到很高的温度,能熔化任何难熔金属,也可以熔化非金属。同时电子束在冷床内扫描,对金属熔体有搅拌作用,增加了熔液的流动性,但在水冷铜坩埚中凝固时无大幅度的溶液搅拌,使得铸锭晶粒组织容易控制;
(4)原料适应性强,能大量回收残料,使得工序少、能耗低、成品率高,降低生产成本。
(5)电子束冷床炉更易实现在线传感器控制,因此更容易实现工艺控制,能做到真正意义上的对熔炼过程变化的监测。
基于以上原因,电子束冷床熔炼技术(Electron Beam Clod Herath Melting,EBCHM)得到了迅速发展并加入到了过去由真空电弧熔炼(VAR)主导的钛工业领域中,在美国、俄罗斯、日本等钛工业强国得到了大量应用,在大尺寸钛锭培惊领域NAWE能民3!起来越大,并且还在不断加大产能。