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南京真空泵維修钽真空電弧熔煉異形構件的過程
来源:未知  作者:admin1  时间:2019-11-27 13:35  点击: 0  字體:
钽坯料在真空電弧爐中熔煉成延性良好的致密金屬錠或結構特殊的異形構件的過程。這是金屬钽精煉的成熟工業方法,具有成形和提純兩種作用。
原理 有自耗电极法和非自耗电极法两种。自耗电极法是工业上采用的主要方法,其阴极坯料为真空烧结法制取的钽条,钽条在电弧高温作用下逐步熔化,滴落到水冷铜坩埚中凝固结晶成形。非自耗电极法的阴极一般采用钨钍或石墨,阴极只起维持电弧作用,本身不消耗,钽坯料在电弧加热的高温熔池中熔化,然后冷却结晶成形。非自耗电极法仅用于熔炼实验室的小型钽坯料。无论是自耗电极法或非自耗电极法,钽坯料在熔化过程中因气体和易挥发杂质的逸出,或不稳定化合物的分解,被真空泵抽走而得到提纯。
自耗電極法也可在惰性氣氛中借助惰性氣體的壓力熔鑄含有易蒸發組分的各種合金錠料。熔池可通過外加磁場攪拌使钽和钽合金組分均勻。熔煉钽坯料金屬不被汙染,並可制取多種形狀的鑄件,尤其適合于制取大型钽錠和淨返形的各種坯料如管坯、異形零件等。目前自耗電極真空電弧熔煉法主要用于二次熔鑄金屬錠,制取大型圓錠、扁錠或異形鑄件。
南京真空泵維修钽真空電弧熔煉異形構件的過程,自耗电极真空电弧熔炼炉 基本结构如图,主要由炉壳、电极柱、附于炉壳底部的水冷铜坩埚、带有支架和传动升降装置的电极以及真空系統所组成。熔炼炉结构材料为钢、不锈钢和水冷铜坩埚。自耗电极真空电弧熔炼炉的电极升降装置为手动或自动控制。 
工艺过程 先将钽条接到阴极夹头上后,往水冷铜坩埚底部放置少量起弧用的钽材料,并抽真空到规定的13.3~133mPa真空度。接通电源起弧,下降电极直到与底部钽材料接触,然后逐步提起电极,产生电弧。起弧后,通过调整电源功率和电弧长度使钽条阴极熔化。钽条阴极熔化行将结束时,逐渐减少电源功率,最后停止熔化,保持真空降温。为使炉况顺行和制得优质钽锭,必须选择适宜的电弧长度、电流强度和电压。电弧过长会产生附带电弧,附带电弧射向水冷铜坩埚壁,可将水冷铜坩埚烧穿。所产生的附带电弧还会使熔炼炉的热效率下降。电弧过短则容易引起电极与熔体间的短路,产生炉瘤,并导致钽锭成分不均匀。可用灵敏的电极升降装置来控制电弧长度。电流强度对电弧稳定性影响很大。电流强度增大,电弧稳定性增加,但熔池温度随之提高,金属蒸发量增大,离子化蒸气浓度增大,达到峰值时发生放电,反过来破坏电弧的稳定性。适宜的电流的计算式为:I=W/V
式中W爲熔煉爐功率,V爲電壓。熔煉爐功率可根據钽坯料的熔點和直徑從有關表中查到,熔煉爐的電源電壓通常采用30~40V。
金屬的提純效果主要取決于熔煉室的真空度、熔煉速度和金屬保持熔融狀態的時間。因爲熔煉過程中的各種雜質是通過蒸發、分解形成低價化合物而除去的。爲此保持適宜的爐內真空度、較低的電極熔化速度和較長的金屬熔煉時間,能得到更好的提純效果。自耗電極真空熔煉法的提純效果不如钽電子束熔煉法,但優于固相精煉法。其提純效果舉例于表。
发展趋势 由于自耗电极真空电弧熔炼法的熔炼速度快、真空度较低,因此,所产钽锭纯度相对较低。另外,由于冷却条件不同和温度梯度不均匀,导致所产钽锭结构不一,在加工中易产生缺陷,加工前需进行变性处理以获得均匀的细晶粒结构。目前纯钽主要用于无线电电子工业和化学工业,南京真空泵維修钽真空電弧熔煉異形構件的過程,对钽的纯度要求高,为此在生产上第一次熔炼采用电子束熔炼提纯,再用电弧熔炼获得大直径的钽锭。
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