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電子束熔煉(electron beam melting)高真空下,將高速電子束流的動能轉換為熱能作為熱源來進行金屬熔煉的一種真空熔煉方法。簡稱EBM。
電子束熔煉金屬,和其他方法熔煉金屬一樣,應對其進行基本理化性能、化學成分、雜質含量、鑄態組織等進行常規測試與分析。通常電子束熔煉金屬具有高的純潔度與良好的鑄態組織,從而具有高的機械性能,特別是高的塑性、韌性及各向同性系數。
應該指出:電子束熔煉過程中,由于熔池溫度高,過熱度大,金屬處于液態的時間長,因此鑄錠在凝固時,柱狀晶發展,這就給開坯帶來不利的影響,所以在制定工藝參數時,應考慮防止柱狀晶過分長大的問題。另外,電子束熔鑄錠還易產生一些表面冶金缺陷,如表面橫向裂紋、冷隔、表面不光滑等,這些都應通過優化工藝參數及提高操作技術水平來解決。
電子束熔煉爐由6部分組成:
(1)電子槍。電子槍是電子束熔煉爐的心臟。它包括槍頭(一般由燈絲、陰極、陽極等組成)、聚焦線圈和偏轉線圈等。電子槍按其結構形式可分為軸向槍(或稱皮爾斯槍)、非自加速環形槍、自加速環形槍及橫向槍,它們的基本結構及其在電子束熔煉過程中的工作情況。電子槍的數量有單槍、雙槍和多槍等。
(2)進料系統。如果原料為預制好的自耗電極時,一般采用縱向或橫向機械進料方式:如果原料為屑、塊或顆粒狀時,則采用給料倉的方式。
(3)鑄錠系統。包括結晶器、拉錠機構和出錠機構籌。
(4)真空系統。包括真空機組、真空室、真空管道及閥門和真空測量系統等。
(5)電源系統。包括主電源(電子槍電源)及控制電源和操作電源等。
(6)冷卻系統。包括全部冷卻用水及管道閥門等。