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大兴安岭真空电子束真空熔炼炉设备

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，以极高的速度亚新app官网极运动，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。电子束熔炼以其杰出的精炼能力而著称，并且在热源上具有高度的灵活性。因此非常适合于在水冷无陶瓷铜模下利用高真空对金属和合金进行重熔和精炼。当今，该工艺主要用于耐火材料和活性金属(钽、铌、钼、钨、钒、铪、锆和钛)及其合金的生产。其在高纯度金属溅镀靶材和电子合金的制造以及钛屑回收方面发挥着重要的作用。

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电子束加热(electron beam furnace)或译电子束炉或简称EB炉(EB furnace)、e-Beam炉是一种真空炉，在真空环境下以高能电子束为媒介传递热量给欲加工之工件靶材。电子束加热属于电子束科技的一种。电子束炉常用来制造或精炼高纯度金属，尤其是的钛、钒、钽、铌、铪，跟一些奇特的合金等等。电子束炉利用电子枪（实务上热电子枪较常见，如果场发式的还要考虑电磁场对电子束飞行路线的干扰）来产生电子束，而且通常电子枪会以施加高电压的方式来确保电子束中的电子有足够的飞行速度。如果要做真空加热，未必非电子束炉莫属，电弧炉也是一种常见的替代方案。其它类似的科技还有电子束积层制造跟电子束焊接。

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在真空下，电子束电子枪的阴极被加热产生热电子逸出。在加速电压的作用下，热电子亚新app官网极（零电位）加速运动。由于聚束极的作用，电子束从阳极的中心孔通过，电子束冷床炉向下继续运动，经磁聚焦透镜的多次聚焦和磁偏转扫描透镜的调节，使电子束准确而集中地轰击到原料棒的表面。在原料和熔池表面产生3000°C以上的温度，原料的表面被加热、熔化、滴入熔池中。熔池就是锭上端的熔化部分，其周围是水冷铜坩埚（结晶器）。真空电子束熔炼炉，由于电子束的加热作用，熔池保持不断地上下、内外对流。随着熔化的原料不断滴入，熔池表面不断上升，拖锭装置又将锭不断向下拉动，使熔池表面保持一定高度。

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根据电子束流的产生原理，电子束加工具有如下特点：1)电子束发射器发射的电子束流束斑极小，且可控，可以用于精密加工；2)对于各种不同的被处理材料，其效率可高达75%一98%，而所需的功率则较低；3)能量的发生和供应源可*确地灵活移动，并具有高的加工生产率；4)可方便地控制能量束，实现加工自动化。设备的使用具有高度灵活性，并可使用同一台设备进行电子束焊接、表面改善处理和其他电子束加工设备。电子束加工是在真空状态下进行，对环境几乎没有污染。电子束加工对设备和系统的真空度要求较高，使得电子束加工价格昂贵，一定程度上限制了其在生产中的应用。

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随着电子束冷床熔炼炉（EB炉）在世界范围内钛行业的普遍应用，其作为一种先进的钛及钛合金熔炼设备，具有真空自耗电弧炉VAR炉不可比拟的优势。由于EB炉在＜0.1Pa的真空度下工作，可以有效避免熔炼过程中的增氧增氮，并具有良好的脱氢能力，氧氮含量基本和原材料保持一致，氢含量均≤0.001%。同时冷床结构能够有效去除原材料中的高、低密度夹杂，从而生产出优质的成分均匀的高纯钛铸锭。

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电子束炉冷床熔炼的优缺点电子東炉冷床熔炼大优点是将熔化、精炼和凝固分离。即炉料先进入熔化区熔化，然后在冷床(精炼区)精炼，*后在结晶区结晶。因此，熔化的钛液在冷床上可停留较长时间，保证合金元素充分融化均匀、避免偏析。由于钛液较长时间在真空下。可有效地去除易挥发杂质，使H、Cl、Ca、Mg、K等达到很低水平。在冷床中，低密度杂质LDI)，如TiN可以熔解或上浮。而高密度杂质(HDI)，如WC则可以下沉，黏结至底部凝壳上。故电子束炉冷床熔炼在铸锭时减少低密度夹杂以及偏析能力远远超过了3次真空自耗炉熔炼获得的钛锭，成为当前航空发动机钛合金转动部件*选的原材料。