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(jìn)行重熔和精煉。當(dāng)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(shí)驗(yàn)室爐

• EB金屬試樣熔煉爐

• EB浮動(dòng)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)嵩矗谑唿c(diǎn)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(jìn)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(biāo)，因此電子束是重熔技術(shù)中*靈活的熱源。電子束沖擊目標(biāo)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?yàn)镋B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(shí)，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(shí)促進(jìn)了涵蓋實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)到*終的質(zhì)量。對于重復(fù)重熔，需采用旋轉(zhuǎn)電極垂直進(jìn)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(jìn)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(shí)間內(nèi)，除了以上所述的精煉機(jī)構(gòu)外，高密度和低密度的夾雜物（HDI、LDI）也可進(jìn)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(shí)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(dòng)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(dòng)區(qū)域熔煉 浮動(dòng)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(jìn)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(dòng)控制模式下運(yùn)行。工藝自動(dòng)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(jìn)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(dòng)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(shí)間上進(jìn)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(shí)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(jìn)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(jìn)行圖形編輯并通過電腦屏幕進(jìn)行觀看。根據(jù)在靶子上投影的角變形自動(dòng)進(jìn)行更正。每個(gè)形式的有效功率系數(shù)都可根據(jù)停留時(shí)間進(jìn)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(shí)際形式可根據(jù)操作人員的定義通過電腦進(jìn)行計(jì)算。作為熔爐調(diào)試的一部分，將進(jìn)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(shí)，可看清并自動(dòng)控制電子束偏移。

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