Плавка электронно-лучевая

Рис. 23. Схема печи для электронно-лучевой плавки

Для проведения процессов плавки, испарения и термообработки применяют пушки со средней й большой мощностью пучков (от 5 до 1200 кВт), удельной поверхностной мощностью от нескольких десятков киловатт на квадратный сантиметр с диаметром пучков до 100 мм. По применяемым ускоряющим напряжениям различают установки низкого (20-200 кВ), среднего (от 200 до 600 кВ) и высокого (600 кВ -5 MB) напряжения. Ускоряющее напряжение технологических электронно-лучевых установок находится в пределах 10-150 кВ, а в химических электронно-лучевых процессах- 300 кВ, реже 1 MB и выше. В диапазоне ускоряющих напряжений 10-150 кВ скорость электронов составляет 0,2-0,6 скорости света. При напряжении выше 100 кВ следует учитывать релятивистские эффекты, так как кинетическая энергия электрона, ускоренного в поле напряжением U до скорости v, равна [c.103]

Электронно-лучевая плавка. Электронно-лучевая плавка — наиболее совершенный способ получения слитков тугоплавких металлов. Ее проводят в вакууме (ЫО" мм рт. ст.). При этом достигается значительный перегрев расплавленного металла. В таких условиях скорость испарения металлов в 100—1000 раз выше, чем в случае плавки при атмос( ерном давлении или низком вакууме. Различие в летучести делает возможным преимущественное испарение отдельных компонентов расплава, в результате чего достигается разделение металлов. Электронно-лучевая плавка — не только метод получения слитков, но и метод рафинирования, позволяющий получать металлы высокой степени чистоты. Летучесть компонентов в системе зависит от давления пара чистых компонентов, содержания их в расплаве, характера взаимодействия и температуры расплава. Зависимость между составом жидкой и газообразной фаз определяется для идеальных растворов законом Рауля. (При высокой степени перегрева расплава металлов, если компоненты расплава не образуют интерметаллических фаз, можно допустить, что расплав подчиняется закону Рауля). Согласно закону Д. П. Коновалова при равновесных условиях пар обогащается тем компонентом, давление пара которого [c.354]

Электронно-лучевая плавка в вакууме дает возможность очищать тугоплавкие металлы ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, и др., а также кремний и другие неметаллические вещества. При этом содержание газов (Ог, Nг, Н ) в металлах уменьшается в сотни раз. Первоначально твердые и хрупкие, плохо обрабатываемые металлы (например, ниобий и тантал) становятся пластичными и легко прокатываемыми в фольгу при комнатной температуре. Для успешной очистки давление паров примеси должно не менее чем в 10 раз превышать упругость паров самого металла и быть не менее 10г мм рт. ст. Из молибдена можно удалить практически все примеси, кроме рения, тантала и вольфрама, из вольфрама — все, кроме тантала и рения. Тантал очищается при 3000° С до 0,002% примесей. [c.260]

Порошковый метод Дуговая вакуумная плавка Электронно- лучевая плавка 80—150 50—100 60 300-500 450 2 1-3 1 15 7—20 7 - 20-360 50 6 - 1-6 1-3 0,5 10-50 30-40 30 40—60 20—60 30 - [c.216]

Порошковый метод Дуговая вакуумная плавка Электронно- лучевая плавка 40-50 10 Следы 15 1 2 60—700 10 90—700 7 10-140 <3 1 — 10 <10 1-10 <10 3—7 <10 15-20 <5 10 10 2—15 <5 Вольфрам 10 10 30-70 <5 10—15 <2 Рений 6—10 1 10-12 <3 3—10 <1 2 5 10 3 <5 1 0,8 0,7 40-50 10 2 0—40 <5 40 <2 30-35 18 30—50 15 30—50 10 [32] [32] [31] [c.216]

Для получения особо чистого молибдена и других тугоплавких металлов применяется плавка в электронном пучке (электронно-лучевая плавка). Нагревание металла электронным пучком основано на превращении в теплоту большей части кинетической энергии электронов при их столкновении с поверхностью металла. Установка для электронно-лучевой плавки состоит из электронном пушки, создающей управляемый поток электронов, и плавильной камеры. Плавку ведут в высоком вакууме, что обеспечивает удаление примесей, испаряющихся при температуре плавки (О, N. Р, Аз, Ре, Си, N1 и др.). Кроме того, высокое разрежение необходимо для предотвращения столкновений электронов с молекулами воздуха, что приводило бы к потере электронами энергии. После электронно-лучевой плавки чистота молибдена повышается до 99,9%. [c.659]

В Электронно-лучевом методе расплавление ЫЬ и Та достигается за счет тепла, которое выделяется при соударении потока электронов с нагреваемым телом. Электронно-лучевая плавка имеет ряд преимуществ Р6Д другими методами 1) можно значительно перегревать металл и [c.87]

При водородном или металлотермическом восстановлении получаются либо порошкообразные, либо губчатые металлы. Для получения компактных металлов и их дополнительной очистки используют обычно вакуумную плавку с применением электронно-лучевого метода нагрева или плавку в электродуговых печах с расходуемым электродом из чернового металла в водоохлаждаемых медных тиглях. После такой обработки существенно меняются многие характеристики металлов. Так, если черновой хром представляет собой один из наиболее твердых и хрупких металлов, то очищенный хром пластичен и легко поддается механической обработке. [c.336]

Производство компактного металла. Первым способом, использованным для получения компактного металла, был обычный металлургический метод — плавка и литье. Но в применении к бериллию он оказался мало пригодным вследствие крупнозернистой структуры литого металла и появления трещин при усадке. Эти недостатки особенно проявляются при плавке в индукционной печи. Отечественными исследователями были предложены центробежное литье металла и дуговая плавка с расходуемыми электродами [89]. Эти методы позволяют уменьшить величину зерна в металле, но лишь по сравнению с плавкой в индукционной печи спеченный металл все-таки имеет более тонкую структуру. Хорошие результаты получены в опытах по электронно-лучевой плавке бериллия [90]. Отмечено улучшение микроструктуры, умень- [c.217]

Получаемый таким образом рениевый порошок горячим прессованием переводят в компактное состояние. Рениевые штабики при дуговой или электронно-лучевой вакуумной плавке превращают в слитки металлического рения. Помимо этого способа, используют также электрохимическое восстановление перрената калия или аммония. Рений можно получать и путем термической диссоциации -галогенидов. Галогенидный способ используют для получения чистого рения. Разложение галогенидов осуществляют на раскаленной нити из чистого рения. [c.374]

Вещества особой чистоты получают или глубокой очисткой образцов, полученных обычными методами, или выделением особо чистого вещества из другого, более сложного, особой чистоты, или, наконец, путем синтеза сложного особо чистого вещества из простых особо чистых веществ. Во всех случаях необходима глубокая очистка веществ. Для этого используются химические и особенно физико-химические методы дистилляция и ректификация экстракция различными растворителями сорбционные методы (хроматография, ионный обмен на колонках и пр.) кристаллизационные методы (направленная кристаллизация, зонная плавка и др.) электролиз (см., например, рафинирование меди в гл. УИ1, 7) вакуумная дуговая и электронно-лучевая плавка, широко используемая в промышленности для получения чистых циркония, тантала, ниобия, вольфрама и других металлов другие методы. [c.258]

Переплавка веществ в вакууме. Способ часто используется как первый этап глубокой очистки. Одна из самых простых схем процесса сводится к следующему. В кварцевую ампулу вводят очищаемое вещество. Ампулу соединяют с вакуумной установкой и помещают в электрическую печь. Когда в ампуле будет достигнуто нужное давление, печь нагревают до тех пор, пока вещество не начнет плавиться. Летучие примеси откачивают вакуумной установкой столько времени, сколько это необходимо для очистки в каждом отдельном случае. В промышленном масштабе очищают,металлы дуговой плавкой, а в последнее время и электронно-лучевой плавкой в вакууме. Коротко рассмотрим метод электронно-лучевой плавки. [c.259]

В последние годы все большее распространение получает электронно-лучевая плавка тугоплавких редких металлов высокой чистоты. При соударении пучка электронов с поверхностью металла кинетическая энергия электронов переходит в тепловую, в результате чего металл нагревается и расплавляется. [c.329]

Пользуясь (152), (154) и данными о давлении чистых металлов, можно приблизительно рассчитать предельные концентрации примесей в металле после электронно-лучевой плавки. Примеси при плавке удаляются тем эффективнее, чем больше разница в давлениях паров металла и примесей при данной температуре. Так как при электронно-лучевой плавке создается высокая температура, сам переплавляемый металл должен быть достаточно тугоплавким и иметь низкое давление пара. [c.355]

Электронно-лучевой плавке можно подвергать многие редкие металлы. В технологии же гафния электронно-лучевая плавка, по всей вероятности, является обязательной операцией для получения пластичного металла. Электронно-лучевую плавку гафния проводят в [c.355]

При электронно-лучевой плавке из гафния удаляется также кислород вследствие образования летучей НЮ. При 2000°К давление пара гафния равно 10 атм, а давление пара НЮ атм. [c.356]

Наиболее чистые металлы получают иодидным методом, а очищают электронно-лучевой или зон он плавкой в вакууме. [c.416]

I — лист, дуговая плавка в аргоне 2 — лист, дуговая плавка в вакууме 3 — лист, электронно-лучевая плавка 4 — литая лепешка , дуговая вакуумная плавка [c.69]

Одним из видов нанесения защитных покрытий на детали из высокотемпературных материалов служит метод окунания в расплав [1]. Такой метод используется для кратковременной защиты покрытий при горячей обработке давлением молибдена и ниобия. Для нанесения качественного покрытия необходимо определение оптимальных температур и состава расплава, при которых происходит удовлетворительное смачивание твердых металлов расплавом. Смачивание твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия исследовали на установке, позволяющей раздельный нагрев твердой и жидкой фаз [2]. Опыты проводили в среде гелия, температуру фиксировали платина — платинородиевой термопарой. В качестве объектов исследования использовали молибден и ниобий после электронно-лучевой плавки, алюминий чистоты 99,98% и порошки легирующих компонентов кремния, титана и хрома марки ч. д. а. Для экспериментов готовили навески одинаковой массы 500 мг. При достижении твердой подложкой температуры опыта навеска плавилась и соприкасалась с подложкой, время контакта при заданной температуре составляло 2 мин, по истечении которого каплю фотографировали аппаратом Зенит-С на [c.55]

Переплавка молибдена в вакуумных печах — эффективный метод его очистки. Содержание примесей в молибдене, восстановленном водородом, до переплавки 0,05—2% кислорода, до0,01 % углерода, 0,002— 0,003% азота, до 0,015% металлов (в сумме). После однократной переплавки в вакуумной дуговой печи содержание кислорода, азота, водорода снижается до с-10" — с-10" %. Вторичная переплавка в вакуумной дуговой печи дополнительно уменьшает содержание примесей, в частности кислорода, в наибольшей мере снижающего пластичность молибдена. Молибден эффективно раскисляется добавкой в шихту титана, циркония, углерода. Возможна плавка в электронно-лучевой печи. Такую плавку проводят при 2900—3000° и 10" мм рт. ст. Получается металл чистотой до 99,99%. Введение раскислителя — угле- [c.220]

Компактный рений можно получить дуговой плавкой (в вакууме или в аргоне, с расходуемым или нерасходуемым электродом) или электронно-лучевой плавкой в печах с охлаждаемым медным кристаллизатором. Литой рений с трудом поддается обработке из-за своей крупнокристаллической структуры. [c.315]

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПЛАВКА [c.329]

Электронно-лучевая плавка имеет важные преимущества перед другими методами плавки. В электронно-лучевых печах слитки можно получать из порошков или скрапа, что исключает трудоемкие операции по изготовлению электродов, а также дает возможность перерабатывать отходы. Электронно-лучевую плавку проводят в глубоком вакууме (10 —10 мм рт. ст.) при нагреве ванны жидкого металла на несколько сот градусов выше температуры плавления, что позволяет осуществлять глубокое рафинирование металла. При плавке происходит дополнительная очистка от кислорода, азота, а также от некоторых металлических примесей 8п, Ре, РЬ, которые имеют более высокое давление пара по сравнению с основным металлом. [c.329]

В результате электронно-лучевой плавки получают слитки с грубозернистой структурой, что в некоторых случаях ухудшает механические свойства металла. Но, например, свойства ниобия и тантала мало чувствительны к размеру зерна, а их пластичность после электронно-лучевой плавки резко возрастает вследствие глубокой очистки от примесей внедрения и металлических примесей. [c.329]

Схематическое устройство печи с двумя пушками для электронно-лучевой плавки гафния показано на рис. 90. Черновой металл вводят в верхнюю пушку, где он расплавляется. Расплавленный металл капает в водоохлаждаемую изложницу, где нижняя пушка поддерживает его в расплавленном состоянии. Когда слиток готов, он опускается в изложнице с помощью специального приспособления. [c.329]

Методом электронно-лучевой плавки нельзя получать сплавы с легколетучими компонентами. [c.330]

Основным недостатком как электронно-лучевой, так и вакуумной плавки является трудность получения однородных слитков. Поэтому для обеспечения однородности иногда применяют вторичную переплавку. [c.330]

В последние годы все большее распространение получает электронно-лучевая плавка тугоплавких редких металлов высокой чистоты При соударении пучка электронов с поверхностью металла кинетическая энергия электронов переходит в тепловую, в результате чего металл нагревается и расплавляется Электронно-лучевая плавка имеет важные преимущества перед другими методами плавки В электронно-лучевых печах слитки можно получать из порошков или скрапа, что исключае- трудоемкие операции по изготовлению электродов, а также дает возможность перерабатывать отходы Электронно-лучевую плавку проводят в глубоком вакууме (Ю —10 мм рт гт) при нагреве ванны жидкого металла на несколько сот градусов выше температуры плавления, что позволяет осуществлять глубокое рафинирование металла При плавке происходит дополнительная очистка от кислорода, азота, а также от некоторых металлических примесей 5п, Ре, РЬ, которые имеют более высокое давление пара по сравнению с основным металлом [c.329]

Металлические тантал и ниобий, получаемые в результате восстановления в виде порошков, обрабатывают затем методами металлокерамики или недавно предложенными методами — индукционной плавкой в вакууме, электродуговой плавкой и, что особенно перопективно, плавкой электронно-лучевым методом [413]. Этот метод основан на бомбардировке металла электронами, источником которых служит раскаленный металл с низкой работой выхода электрона. Метод отличается целым рядом достоинств, в том числе простотой обслуживания и экономичностью коэффициент полезного действия электронно-луче-вой установюи достигает 96%. [c.162]

Кузнечные слитки Уральского завода тяжелого машиностроения Д=457-2160 мм, Г=1255-6736 мм восьми1ранные Ново-Краматорского машиностроительног о завода Д-435-2226 мм, 1.= 1800-6760 мм завода "Электросталь" плазменно-дугового переплава Д= 148-247 мм, Ь=1000 мм и электронно-лучевой плавки Д=247-375 мм, Е=1200 мм. [c.28]

Фракционная перегонка — испарение металлических примесей из матрицы (см. также электронно-лучевая плавка высокоплав -ких металлов). [c.588]

Получаемый таким образом рениевый порошок горячим прессованием переводят в компактное состояние. Рениевые штабики при дуговой или электронно-лучевой вакуумной плавке превращают в слитки металлического рения. Рений можно получить и ПJтeм термической диссоциации галогенидов. Разложение галогенидов осуществляют на раскаленной нити из чистого рения. [c.475]

При электронно-лучевой плавке вещество помещают в специальное устройство, снабженное мощным источником излучения электронов. Устройство работает как рентгенова трубка, но прн более низком ускоряющем напряжении. Очищаемый образец—анод. Вольфрамовый или танталовый проводник служит в качестве нити накала катода. Очищаемый материал плавится под действием электронного излучения при непрерывной откачке, которая должна создавать давление не выше 0,01 Па. Электронно-лучевая плавка в вакууме дает возможность очищать тугоплавкие металлы ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений и др., а также кремний и другие неметаллические вещества. При этом содержание газов (О2, N2, Но) в металлах уменьшается в сотни раз. Перво- [c.321]

В разд. 6 приведены методы и фактические данные для решения характерных для электротермических установок задач теплообмена к таким задачам относятся нестационарный процесс нагрева изделий с внутренними источниками теплоты, теплообмен между нагревателем и изделием в печи сопротивления с учетом кoнфигypaциIi нагревателя, инфракрасный нагрев изделий с использованием темных и светлых излучателей II т. д. Особо следует выделить приведенные в разделе данные для расчета высокотемпературных процессов теплообмена при нагреве и плавке металлов в электронно-лучевых и плазменных установках, отличающихся специфическими видами теп-лопереноса (за счет кинетической энергии пучка электронов или энергии струи плазмы). [c.10]

Компактные заготовки из В. с. получают вакуумной плавкой (дуговой н электронно-лучевой) или методами порошковой металлургии. Плавку осуществляют в охлаждаемых водой медных кристаллизаторах с непрерывной вытяжкой слитка по мере его кристаллизации. Порошки W и легирующих элементов заданного гранулометрич. состава смешивают, а затем прессуют из них под давл. 150-600 кПа штабнки. Последние спекают в среде водорода при 1150-1300 С в электрич, печах, а затем при т-рах до 3000 °С, пропуская через заготовки электрич. ток. Заготовки из В. с. сложной формы получают восстановлением WFj, MoF и ReF водородом путем осаждения выделяющихся металлов на нагретой пов-сти. [c.422]

О способе плавления с электродуговым или электронно-лучевым подводом энергии см. ниже. При получении монокристаллов интерметаллическнх соеди- ений, плавящихся конгруэнтно, в принципе применимы такие же методы, которые используются при выращивании кристаллов чистых металлов, включая метод зонной плавки (т. 1, ч. I). В связи с возрастающим значением фнзиче- ских измерений, проводимых на монокристаллах интерметаллических соеди-яений, в виду их широкого технического использования имеется довольно обширная литература как по общим вопросам, так и для отдельных групп соединений. [c.2155]

Наиболее высокое качество стали- получается в электросталеплавильных дуговых или индукционных печах, в которых достигается максимальная чистота и управляемость процесса за счет отсутствия дутья и легкого управления температурой процесса. В последние десятилетия для получения особо ценных и прецизионных сплавов (сплавы с особыми физическими свойствами) используются также дуговые вакуумные печи, электрошлаковый переплав, электронно-лучевая плавка, плазменная плавка и другие способы электроплавки при высокой температуре в управляемой газовой среде. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология