ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПЛАВКА

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 исключает трудоемкие операции по изготовлению электродов, а также дает возможность перерабатывать отходы. Электронно-лучевую плав­ку проводят в глубоком вакууме (10^-4-10^-6 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: Sn, Fe, Pb, которые имеют более высокое давление пара по сравнению с основным металлом.

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.

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.

Методом электронно-лучевой плавки нельзя получать сплавы с легколетучими компонентами.

Рис. 90. Схема электронно-луче­вой печи (Металлургия гафния. Под ред. Д. Томаса и Е. Хейса, 1967, рис. 21): 1 - шлюз для ввода чернового метал­ла; 2 - подвод высокого напряжения; 3 - шлюз для электронных пушек; 4 - водоохлаждаемая изложница; 5 -ме­ханизм для вытягивания слитка; 6 - переплавленный слиток; 7 - камера для охлаждения слитка; 8 - диффузионный насос; 9 - шибер; 10 - электронная пушка; 11 - черновой слиток; 12 - пла­вильная камера.

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