张家口真空电子束轰击炉生产厂家

近年来，随着航天、航空工业的快速发展，国内外对高品质钛合金的需求越来越大，这也使得节能降耗、经济稳定的真空冷枪电子束冷床炉熔炼技术得到了越来越广泛的应用。电子束熔炼炉（以下简称EB炉）是一种真空熔炼炉，它在真空条件下利用高能电子束流作为热源来冶炼高纯度难熔金属及其合金。它的核心设备主要由三部分组成：(1)电子枪。(2)高压直流电源。(3)电子束控制系统。电子枪是电子产生的来源。高压直流电源加在电子枪的阴极和阳极之间用来加速电子。电子在高压电场作用下向下加速运动形成高速电子束流，电子束控制系统完成对电子束的聚集和偏转。

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电子束熔炼工艺的冶金学：电子束枪为高温热源，在束斑点的温度甚至能超过所有金属的熔化温度和蒸发温度。在高频下进行磁偏转和快速扫描，电子束将有效指向具有多种形状的目标，因此电子束是重熔技术中*灵活的热源。电子束冲击目标的典型功率密度为100 W/cm²。根据熔炼材料的特性，功率传递的有效范围约为50~80%。因为EB熔炼为表面加热方法，它只能以可接受的熔化速率生成浅熔池，这必然在多孔性、偏析等方面影响钢锭结构。过热金属熔池表面暴露在1-0.0001Pa的高真空环境下将对熔化材料产生极好的脱气作用。

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真空电子束熔炼在高真空条件下，阴极由于高压电场的作用被加热而发射出电子，电子汇集成束，电子束在加速电压的作用下，以极高的速度向阳极运动，穿过阳极后，在聚焦线圈和偏转线圈的作用下，准确地轰击到结晶器内的底锭和物料上，使底锭被熔化形成熔池，物料也不断地被熔化滴落到熔池内，从而实现熔炼过程，这就是电子束熔炼原理。电子束炉的加速电压一般使用在三万伏左右，引起的X射线损失*大不超过0.5%，二次发射电子的损失会更少。所以电子束的能量几乎是全部由电能转换为动能，再由动能转换为热能。

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真空熔炼炉炉盖、炉体及炉底均采用双层水冷结构，保持炉壳温度不超过60℃。炉盖打开方式为手动，炉盖上设有观察孔及挡板，为便于熔化过程中添加合金元素，炉盖上特设有合金加料器。炉体内有一感应线圈，通过手动转动炉外手柄可轻松将坩埚内熔液浇入锭模，锭模可设计成水冷形式。坩埚上部设有一测温装置。电子束熔炼炉应尽量满足以下基本要求：①熔化速度要快：②熔池的表面积与熔池深度之比应尽可能小：③熔池内金属温度要均匀：④炉子的热效率要高：⑤工艺操作方便，装炉及熔炼的所有工序应尽可能采用机械化、自动化方法操作：⑥熔炉砌体的化学稳定性及各方面性能能保证熔体的质量。

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电子束加热设备通常由电子枪、工作室、真空系统、高压电源、测t控制系统和物料摘送系统等组成.先进的电子束加热设备普遍采用计算机程序控制。电子枪用来产生电子束的器件。电子枪有轴向、环形、横向等几种，以轴向枪用得*多。轴向枪又分为间热式和直热式两种。间热式电子枪的阴极用钨或钽制成，由灯丝发射的电子达到发射电子的温度(钨阴极为2750~2850K，钽阴极为2400~2550K).间热式电子枪的优点是发射面积大、束电流大、阴极使用寿命长(可达10。~150h)，适合于大功率(可到数百千瓦至上千千瓦)使用;缺点是结构较复杂，灯丝与阴极间另要一套直流电源。直热式电子枪的阴极通常是绕成螺旋状的钨丝，通电加热后自身发射电子束.优点是结构简单;缺点是发射稳定性差，功率小(一般不超过60kw)。

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通过对比VAR和EBCHR两种熔炼设备性能和熔炼效果，从中不难发现EBCHR有其独特的特点和优势：可以采用多种形式的原材料，无需制备电极，缩短了原料准备时间。能够大量使用经济的原材料，如含有碳化钨杂质的切削料，残料添加比例可达100％。能够有效去除易挥发杂质以及HDI和LDI。钛熔体长时间大面积暴露在真空下，可有效去除易挥发杂质，使H、Cl、Ca、Mg、K等杂质达到很低的水平；在炉床中，低密度夹杂(如TiN)可以溶解或上浮，高密度夹杂(如WC)可以下沉，粘结到底部的凝壳上。通过控制功率密度，控制钛熔体在炉床中的停留时间，保证合金元素充分均匀化，避免偏析，且熔炼过程灵活，可根据需要而停止。