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南京真空泵维修钽真空电弧熔炼异形构件的过程
来源:未知  作者:admin1  时间:2019-11-27 13:35  点击: 0  字体:
钽坯料在真空电弧炉中熔炼成延性良好的致密金属锭或结构特殊的异形构件的过程。这是金属钽精炼的成熟工业方法,具有成形和提纯两种作用。
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。
自耗电极法也可在惰性气氛中借助惰性气体的压力熔铸含有易蒸发组分的各种合金锭料。熔池可通过外加磁场搅拌使钽和钽合金组分均匀。熔炼钽坯料金属不被污染,并可制取多种形状的铸件,尤其适合于制取大型钽锭和净返形的各种坯料如管坯、异形零件等。目前自耗电极真空电弧熔炼法主要用于二次熔铸金属锭,制取大型圆锭、扁锭或异形铸件。
南京真空泵维修钽真空电弧熔炼异形构件的过程,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统所组成。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为熔炼炉功率,V为电压。熔炼炉功率可根据钽坯料的熔点和直径从有关表中查到,熔炼炉的电源电压通常采用30~40V。
金属的提纯效果主要取决于熔炼室的真空度、熔炼速度和金属保持熔融状态的时间。因为熔炼过程中的各种杂质是通过蒸发、分解形成低价化合物而除去的。为此保持适宜的炉内真空度、较低的电极熔化速度和较长的金属熔炼时间,能得到更好的提纯效果。自耗电极真空熔炼法的提纯效果不如钽电子束熔炼法,但优于固相精炼法。其提纯效果举例于表。
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,南京真空泵维修钽真空电弧熔炼异形构件的过程,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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