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磁悬浮熔炼炉在合金制备上的应用研究

发布时间:2022-11-14 点击次数:11
   磁悬浮熔炼炉的熔炼方法是近些年来飞速发展的一种熔炼方法,主要用来制取高熔点、高纯度和极活泼的金属,在冶金和高材料制备等许多重要领域得到了广泛应用,显示出良好的应用前景。
  磁悬浮熔炼原料与坩埚无接触冶炼,干净无污染。冶炼温度高,温度可达2500℃甚至以上,专门应用于高熔点难熔金属,活泼金属等冶炼提纯。采用磁悬浮IGBT电源,配合自助研发的水冷分瓣铜坩埚,悬浮效果好。采用两级分子泵控制系统真空度高。
  对于合金制备来说,熔点和密度差异较大的材料熔炼工艺稍微复杂,常用的方法是制备中间合金。当原料为单质元素时,理想的熔炼工艺是低密度低熔点材料(Al)熔化后,高密度高熔点材料(Nb),同时进行充分溶解、合金化。
  当合金元素较多时,操作工艺复杂,高密度高熔点材料容易下沉与水冷的铜坩埚底部接触而无法熔化,导致无法准确配比合金成份。通过改变材料的几何形状,如棒、块、片、粉料,使得高密度高熔点材料与电磁感应透入深度Δδ相匹配,控制不同材料的能量吸收过程。不同材料在历经熔化、溶解等过程后,完成合金化。例如制备Ni-Cr-Mo-W合金,Ni、Cr材料为小颗粒状,不易吸收能量,Mo、W材料为片状,易吸收能量,同时片状材料的比表面积大,熔解效率高。若采用两组不同频率线圈的CCLM底注设备一步法制备钛钽合金,则原料为直径50mm柱状Ti材和球径2-5mm颗粒状Ta材。全悬浮熔炼过程中,不同比重的颗粒状Ta和柱状Ti均可悬浮,进行熔化、合金化。
  除金属材料外,氧化物晶体的制备常用半悬浮冷坩埚底注技术,冷坩埚玻璃固化装置内径已达500mm。

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