直空在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

2020-04-18 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  在真空中對(duì)金屬及其合金進(jìn)行真空冶金范圍很廣,包括真空蒸餾、礦石及其半產(chǎn)品的真空分離,金屬化合物真空還原、鋼液爐外真空脫氣和精煉、金屬真空熔鑄、真空燒結(jié),真空熱處理、真空釬焊及真空固態(tài)接合等多種工藝方法。真空冶金工業(yè)自二十世紀(jì)五十年代發(fā)展以來(lái)之所以得到極為廣泛地應(yīng)用,是因?yàn)檎婵窄h(huán)境在冶金過(guò)程中具有一系列的特點(diǎn)所致。

  首先是真空環(huán)境中物質(zhì)與殘余氣體分子間的化學(xué)作用十分微弱,因此非常適宜對(duì)黑色金屬、稀有金屬,超純金屬及其合金、半導(dǎo)體材料的熔煉和精制。

  其次,在真空環(huán)境中可通過(guò)降低單一氣體分子的分壓強(qiáng)、達(dá)到鋼液脫氣精煉、真空碳脫氧的目的。真空環(huán)境的另一個(gè)特點(diǎn)還在于它在較低的溫度下、具有進(jìn)行一定反應(yīng)的能力,例如在同樣溫度下,有些反應(yīng)過(guò)程在大氣中則難以進(jìn)行,但是在低壓下就十分容易。這就是真空化合物分解和有色金屬冶煉的基本原理。

  表 4 給出了各種不同真空冶金領(lǐng)域中所采用的各種工藝方法和它們的適用范圍。供讀者參閱。表 4 中給出的真空冶金中,尚應(yīng)包括真空鍍膜工藝,但是由于這一領(lǐng)域,目前已成為真空表面處理技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分,因此我們將在下一節(jié)中詳述。

表 5 真空冶金的主要領(lǐng)域、工藝方法及其適用范圍

領(lǐng)域

工藝方法

運(yùn)用范圍

真空感應(yīng)熔煉

鐵鎳鈷銅鈹鈾系金屬及其合金

鈦鈹系金屬及其合金、鐵鎳鈷系高級(jí)合金鋼、鈾系合金、硅、鋯、鐵、鈮、鉑的區(qū)域精煉

自耗電極真空弧熔煉

鐵鎳鈷系高級(jí)合金鋼及低合金鋼,高級(jí)合金鎢鋁銠鉭鈦系金屬及其合金

非 耗電極真空電弧熔煉

鈾鈦鋯及碳化鈾熔煉

真空弧熱源在水冷銅坩堝中精煉及鑄造

鈦鋯鉬鈮鎢鉭及鈾等金屬合金

真空電子束熔煉同時(shí)在水冷銅坩堝中凝固成錠

鎢、鉬、鈮、鉭、鉿、鈹?shù)葼栯y熔金屬及全金高級(jí)合金鋼、超級(jí)合金、起純金屬

電子束熱源在水冷 銅坩堝中皮殼精練然后進(jìn)行離子鑄造或精密鑄造

鋁、鉬、鈮、鉭、鋯、鈦等,滾球軸承鋼等,高級(jí)合金鋼

溢流法電子束多重熔床熔煉及冷凝成錠

高純金屬、高純合金及高級(jí)合金鋼

等離子弧熔煉

合金鋼及工具材料

等離子弧重熔

鈦及合金鋼

等離子弧感應(yīng)熔煉

耐熱鋼及耐熱合金

真空精練

合金鋼精練及脫氣

 

鋼包靜態(tài)真空脫氣

處理合金鋼

真空澆注

碳鋼合金鋼大鍛件鋼錠

倒包脫氣

結(jié)構(gòu)鋼

出鋼脫氣

與電爐組合處理各種合金鋼

出鋼脫氣加真空澆注

大鋼件鋼錠處理澆注

出鋼脫氣加例包脫氣

各種鋼

提升處理( DH 法)

碳鋼、低合金錫、彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼電工鋼

循環(huán)處理( RH 法)

同上

電磁攪拌真空脫氣

軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼

真空鋼包吹氬

低合金鋼

真空電弧加熱脫氣

高合金鋼

真空吹氧脫碳精練

不銹鋼及其他合金、高純鐵素體不銹鋼

電弧加熱電磁攪拌真空精煉

合金鋼、不銹鋼、軸承鋼

真空吹氧精煉

不銹鋼

氬氧精煉

不銹鋼、結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、工具鋼

水蒸氣混氧精煉

不銹鋼、猛鉻鋼

真空退火

鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、工具模具鋼、鉬、鋁、鈦、鋯、鈾、銅、鈦合金

真空氣體淬火真空高壓氣淬

高速鋼、馬氏體鉻鋼、冷作工具鋼、熱處工具鋼、鈦合金鑄件

真空油淬火

工具鋼、高速鋇

電子束淬火

活塞環(huán)槽脊、汽車(chē)凸輪軸及有關(guān)零件

輝光離子氮化

鉻鋼、高速鋼、球未鑄鐵零件

真空滲碳真空離子滲碳

軸鑿輪模具等零件

電子束焊接

難熔金屬活性金屬、耐熱鋼、不銹鋼、彈簧鋼、高速鋼

真空釬焊

不銹鋼、鋁和鋁合金、鈦及其合金鈹與不銹鋼、鈹 - 鈦、鈹 - 鈮、鈹 - 陶瓷

真空固態(tài)結(jié)合(擴(kuò)散焊)

鎳懸超合金,鈦合金 Cu-Ni , Ti- 鋼 Cu-Nb 、銅 - 鋼

真空燒結(jié)

真空精類冶金

高純度耐熱金屬及合金,復(fù)合金屬、高磁性磁鐵、不銹鋼零件

真空蒸餾濃縮和結(jié)晶

真空蒸餾

有機(jī)油類、合成樹(shù)脂原料、高級(jí)酒精、高級(jí)脂肪酸、維生素 A 、 E 、苯乙烯、香乙醇、制酒、香精分離、鈦給鋯去掉鎂雜質(zhì)和二氧化碳

真空濃縮

合成氨、合成尿素、制鹽糖、制酸、合成洗滌劑、制堿、浮制品、果汁、果醬

真空結(jié)晶

氯化鉀、氯化鈉、合成尿素、合成氨

真空科學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域: