電子束熔煉

電子束熔煉以其杰出的精煉能力而著稱，并且在熱源上具有高度的靈活性。因此非常適合于在水冷無陶瓷銅模下利用高真空對金屬和合金進行重熔和精煉。當今，該工藝主要用于耐火材料和活性金屬(鉭、鈮、鉬、鎢、釩、鉿、鋯和鈦)及其合金的生產(chǎn)。其在高純度金屬濺鍍靶材和電子合金的制造以及鈦屑回收方面發(fā)揮著重要的作用。

鈦合金電子束冷床精煉爐(EBCHR)

ALD是完整的電子束爐解決方案的供應(yīng)商，包括各種工藝配置的電子槍系統(tǒng)：

• EB熔滴爐

• EB冷床精煉爐

• EB試生產(chǎn)爐

• EB實驗室爐

• EB金屬試樣熔煉爐

• EB浮動區(qū)域熔煉爐

ALD供貨范圍不僅限于系統(tǒng)交付，還包括直至交鑰匙安裝的全過程監(jiān)督以及來自ALD專家的工藝支持，以及內(nèi)部ALD EB熔煉服務(wù)的培訓(xùn)和工藝開發(fā)。

電子束熔煉工藝的冶金學(xué) 電子束槍為高溫?zé)嵩?，在束斑點的溫度甚至能超過所有金屬的熔化溫度和蒸發(fā)溫度。在高頻下進行磁偏轉(zhuǎn)和快速掃描，電子束將有效指向具有多種形狀的目標，因此電子束是重熔技術(shù)中*靈活的熱源。電子束沖擊目標的典型功率密度為100 W/cm2。根據(jù)熔煉材料的特性，功率傳遞的有效范圍約為50~80%。因為EB熔煉為表面加熱方法，它只能以可接受的熔化速率生成淺熔池，這必然在多孔性、偏析等方面影響鋼錠結(jié)構(gòu)。過熱金屬熔池表面暴露在1-0.0001Pa的高真空環(huán)境下將對熔化材料產(chǎn)生極好的脫氣作用。金屬和非金屬成分的蒸氣壓力高于基體材料的蒸氣壓力時，它們將選擇性地蒸發(fā)，從而得到所需要的高純度鋼錠。沿熔體表面快速掃描束斑可避免局部過熱，并允許我們現(xiàn)在通過EB熔煉持續(xù)生產(chǎn)合金，特別是在鈦工業(yè)中。

工藝變化 EB熱源的高度靈活性確實促進了涵蓋實驗室規(guī)模到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的幾種重熔和精煉方法的發(fā)展。

水平和垂直滴熔 這兩種方法都是處理鉭鈮等難熔金屬的經(jīng)典方法。棒形原料通常被水平輸入或直接滴熔至抽出錠。通過抽出正在形成的鋼錠的底部同時保持熔池的液位。如上所述，精煉基于脫氣和選擇性蒸發(fā)。大多數(shù)**次熔煉鋼錠經(jīng)重復(fù)重熔，要求達到*終的質(zhì)量。對于重復(fù)重熔，需采用旋轉(zhuǎn)電極垂直進料。

電子束冷精煉(EBCHR) 這一工藝對于活性金屬尤其是鈦的處理和回收具有重要意義。材料在水冷銅床的后部進行滴熔，然后從熔煉區(qū)流入精煉區(qū)，*終溢流到抽模中。在熔融材料停留于爐腔系統(tǒng)的時間內(nèi)，除了以上所述的精煉機構(gòu)外，高密度和低密度的夾雜物（HDI、LDI）也可進行重力分離，爐膛尺寸必須適中，可為熔融金屬提供充分的停留時間。爐膛系統(tǒng)和模具的尺寸以及熔體速率將決定提供熔煉功率的EB槍的數(shù)量以及沿著爐膛和模具區(qū)域的能量分配。

金屬試樣熔煉 用于高溫合金試樣的清潔度評估，與低密度和非金屬夾雜物的類型和數(shù)量有關(guān)。設(shè)備具有試樣程控自動熔煉和可控定向結(jié)晶的功能。低密度的夾雜物（正常為氧化物）浮至熔池的表面，然后聚集在正在凝固的微型電極頂部的中心。

浮動區(qū)域熔煉 浮動區(qū)域熔煉曾經(jīng)是生產(chǎn)高純度金屬技術(shù)之一。雜質(zhì)被分離進入熔池，并隨著熔體前沿輸送到電極的末端。

工藝控制 EB爐在半自動控制模式下運行。工藝自動化包括：

• 真空泵系統(tǒng)

• 真空壓力控制

• 冷卻水系統(tǒng)

• 材料給進率和鋼錠抽出率

• 基于高電壓和發(fā)射電流控制的處理器

• 基于PC的自動電子束功率分配、數(shù)據(jù)采集和存檔

對于特定工藝的功率分配，電子束偏轉(zhuǎn)必須在反射位置和停留時間上進行控制?；诖四康?，ALD已經(jīng)開發(fā)出基于PC的電子束掃描和控制系統(tǒng)“ESCOSYS”，用于幾支電子束槍的同時控制。該系統(tǒng)可滿足復(fù)雜的電子束功率分配額的**要求，在熔化配方中通過對功率分配進行確定。根據(jù)熔煉幾何學(xué)，這些都可以在尺寸和位置上進行圖形編輯并通過電腦屏幕進行觀看。根據(jù)在靶子上投影的角變形自動進行更正。每個形式的有效功率系數(shù)都可根據(jù)停留時間進行確定，作為參數(shù)集的一部分。用于所謂的功率分配管理的操作模式也包括其中。靶子上的電子束實際形式可根據(jù)操作人員的定義通過電腦進行計算。作為熔爐調(diào)試的一部分，將進行特殊的電腦培訓(xùn)，學(xué)習(xí)熔煉幾何學(xué)以及偏轉(zhuǎn)頻率的相關(guān)性。這樣，在編輯偏轉(zhuǎn)模式時，可看清并自動控制電子束偏移。

ALD電子束槍 ALD公司提供三個電子束槍系統(tǒng)，在25-50kV下的功率范圍可達60 kW、300 kW和800 kW，并且具有高度先進的電子束偏轉(zhuǎn)控制。