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磁懸浮熔煉爐在合金制備上的應(yīng)用研究

更新時(shí)間:2022-11-14 點(diǎn)擊次數(shù):615
   磁懸浮熔煉爐的熔煉方法是近些年來飛速發(fā)展的一種熔煉方法,主要用來制取高熔點(diǎn)、高純度和極活潑的金屬,在冶金和高材料制備等許多重要領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,顯示出良好的應(yīng)用前景。
  磁懸浮熔煉原料與坩堝無接觸冶煉,干凈無污染。冶煉溫度高,溫度可達(dá)2500℃甚至以上,專門應(yīng)用于高熔點(diǎn)難熔金屬,活潑金屬等冶煉提純。采用磁懸浮IGBT電源,配合自助研發(fā)的水冷分瓣銅坩堝,懸浮效果好。采用兩級分子泵控制系統(tǒng)真空度高。
  對于合金制備來說,熔點(diǎn)和密度差異較大的材料熔煉工藝稍微復(fù)雜,常用的方法是制備中間合金。當(dāng)原料為單質(zhì)元素時(shí),理想的熔煉工藝是低密度低熔點(diǎn)材料(Al)熔化后,高密度高熔點(diǎn)材料(Nb),同時(shí)進(jìn)行充分溶解、合金化。
  當(dāng)合金元素較多時(shí),操作工藝復(fù)雜,高密度高熔點(diǎn)材料容易下沉與水冷的銅坩堝底部接觸而無法熔化,導(dǎo)致無法準(zhǔn)確配比合金成份。通過改變材料的幾何形狀,如棒、塊、片、粉料,使得高密度高熔點(diǎn)材料與電磁感應(yīng)透入深度Δδ相匹配,控制不同材料的能量吸收過程。不同材料在歷經(jīng)熔化、溶解等過程后,完成合金化。例如制備Ni-Cr-Mo-W合金,Ni、Cr材料為小顆粒狀,不易吸收能量,Mo、W材料為片狀,易吸收能量,同時(shí)片狀材料的比表面積大,熔解效率高。若采用兩組不同頻率線圈的CCLM底注設(shè)備一步法制備鈦鉭合金,則原料為直徑50mm柱狀Ti材和球徑2-5mm顆粒狀Ta材。全懸浮熔煉過程中,不同比重的顆粒狀Ta和柱狀Ti均可懸浮,進(jìn)行熔化、合金化。
  除金屬材料外,氧化物晶體的制備常用半懸浮冷坩堝底注技術(shù),冷坩堝玻璃固化裝置內(nèi)徑已達(dá)500mm。
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