Корпоративный блог компании

Плавка в холодных тиглях с использованием гарнисажа как способ предупреждения реакции между активными расплавом и материалом тигля появилась в самом начале ХХ века.

Однако утилитарный интерес к плавке металлов в водоохлаждаемых тиглях пришел только после того, как В.И.Кролл подробно описал в 1940 году лабораторную дуговую электрическую печь для плавки титана в инертной атмосфере на водоохлаждаемом медном аноде, имеющем форму чаши. Этот метод состоял в том, что расплавляемый металл помещают на медный, интенсивно охлаждаемый анод. Между металлом и подаваемым сверху, также водоохлаждаемым, электродом из более тугоплавкого металла зажигается дуга, которая и служит источником тепла для расплавления металла.

Для предотвращения загрязнения переплавляемого металла материалом электрода начали делать электроды из металлического порошка или шихты, подлежащей переплавки. Сейчас широко используются дуговые печи с водоохлаждаемым тиглем.

Однако дуговые печи имеют несклько недостатков:

1. Расплавленный металл не перемешивается. Вследствие подвода тепла сверху горячие слои металла находятся выше холодных, поэтому нет конвективного перемешивания расплава.

2. Невозможно перегреть металл для последующей разливки. Без перемешивания трудно передать тепло от поверхности расплава к нижним слоям, которые охлаждаются тиглем.

3. Невозможно контролировать скорость плавки, так как горение дуги нестабильно, и поступление металла в ванну зависит от мощности дуги.

4. Опасность процесса из-за возможности попадания дуги на изложницу и возникновения дугового разряда между изложницей и застывшей коркой металла.
Электроннолучевая плавка в холодных тиглях

Наряду с электродуговой плавкой в некоторых специальных областях развитие получило электроннолучевое плавление тугоплавких и химически активных металлов в холодных тиглях. Метод электроннолучевого нагрева заключается в следующем. Внутри вакуумной камеры размещают катод, который создает облако электронов. С помощью электромагнитных систем, обеспечиваются электрические и магнитные поля нужной формы. Так электроны формируются в направленный поток, которому передается энергия электрического поля. Затем они направляются на нагреваемый объект. При столкновении с объектом кинетическая энергия электронов переходит в тепло, которое нагревает металл. После расплавления и последующей выдержки из расплава удалятся вредные примеси и газы.

Преимущества плавки электронным пучком перед дуговой:

1. Возможность плавить металлы при высоком вакууме, удаляя при этом летучие примеси.

2. Хорошая устойчивость источника нагрева и хорошо поддающаяся регулировка мощности.

3. Лучше безопасность процесса.

Однако отсутствие движения в расплаве без устройств электромагнитного перемешивания, необходимость создания высокого вакуума и недолговечность катодов, практически свели на нет использование этого метода.

Дата: 29 июня 2011