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真空電子束熔煉的工藝參數(shù)主要有熔化功率、熔化速度、比電能、真空度和漏氣速率等,如熔煉次數(shù)、自耗電極與坩堝直徑比、冷卻速率及鑄錠冷卻制度等也須注意合理選擇。在諸參數(shù)中,熔化功率、熔化速度及比電能是影響鑄錠質(zhì)量*重要的因素。在整個(gè)熔煉過程中,這3個(gè)參數(shù)的控制應(yīng)有所變化。熔煉初期,真空度比較低,爐料及坩堝都處在常溫下,熔池尚未形成,熔化功率應(yīng)低一些,熔速應(yīng)慢一些;熔化末期,為了消除鑄錠頂部縮孔,熔化功率及熔速必須有一個(gè)逐步下降的過程,以完成補(bǔ)材料的平均比熱容,補(bǔ)縮時(shí)間的長(zhǎng)短與鑄錠的大小及熔化金有關(guān);而在熔煉中間大部分的正常熔化期內(nèi),熔化功率及熔速應(yīng)保持穩(wěn)定。
折疊熔化功率
某規(guī)格鑄錠在熔煉時(shí)所需的電子束功際生產(chǎn)中,常用圖解法來求電子束熔化功率。由圖4可率稱為熔化功率~(kW)或熔煉功率,它與熔煉的金以看出,熔化功率與材質(zhì)有關(guān);同一材質(zhì)時(shí),與鑄錠直屬品種、坩堝直徑和熔化速度有關(guān),一般可由下式確徑的平方成正比;而當(dāng)同一功率時(shí),則鑄錠直徑的自然定:對(duì)數(shù)與金屬材料的熔點(diǎn)成反比。
N=(K1+K2)V(4.187/60)(c△T+L)
式中N為熔化功率,kw;V為熔化速度,kg/min;c為平均比熱容,J/g·K;L為材料的熔化潛熱,J/g。K1為工藝系數(shù),K2為電子束散射系數(shù),與散射電子及二次發(fā)射電子因素有關(guān)。在計(jì)算時(shí)K1+K2一般取1.5~1.7。實(shí)際生產(chǎn)中,常用圖解法來求電子束熔化功率。由圖4可以看出,熔化功率與材質(zhì)有關(guān);同一材質(zhì)時(shí),與鑄錠直徑的平方成正比;而當(dāng)同一功率時(shí),則鑄錠直徑的自然對(duì)數(shù)與金屬材料的熔點(diǎn)成反比。
折疊熔化速度
單位時(shí)間內(nèi)熔化原料的重量,簡(jiǎn)稱熔速。它與金屬的提純要求程度有關(guān)。熔速通過進(jìn)料速度得以控制。一般說來,在采用多次熔煉時(shí),金屬的提純主要應(yīng)放在一次熔煉上,所以,一次熔煉時(shí)熔速要小。
比電能 熔化單位質(zhì)量原料所消耗的熔化功率。其單位為kw/h/kg。它與熔化功率成正比,與熔化速度成反比。
Q=N/V
式中N為熔化功率,kW;V為熔化速度,kg/h。某些金屬材料電子束熔煉比電能的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表中。
折疊真空度及漏氣速率
電子束熔煉一般應(yīng)在10至10Pa真空度下進(jìn)行。對(duì)于軸向槍電子束熔煉爐也可在10Pa真空度下進(jìn)行。根據(jù)提純要求的不同,對(duì)真空度的要求各異,對(duì)爐子漏氣速率的要求也不一樣。對(duì)金屬材料提純效果要求愈高,則要求真空度愈高,漏氣速率愈小。