Плавка молибдена

Спекание крупных заготовок

Спекание крупных заготовок ведут в печах с косвенным нагревом. Нагревателями служат графитовые стержни. Заготовки укладываются в графитовые контейнеры, которые с помощью механического толкателя проходят через камеру спекания, а затем камеру охлаждения. Спекание ведут при 1900 – 1950 °С в течение 6 – 9 ч при давлении в печи 0,13 Па. Контейнеры со штабиками загружают в печь и выгружают из нее через шлюзы.

Дуговая плавка. Во всех современных дуговых печах плавку ведут в вакууме с расходуемым молибденовым электродом и охлаждаемым медным тиглем - кристаллизатором. Металл плавится в дуге, возникающей между верхним (расходуемым) электродом и нижним электродом - расплавленным металлом в медном кристаллизаторе.

Наиболее распространены печи, в которых расходуемый электрод предварительно приготовляют из спеченных молибденовых штабиков. Стыковой сваркой штабики соединяют в электрод длиной 1 - 2,5 м. Затем их объединяют в пакет (4 - 16 штабиков и больше в зависимости от размеров кристаллизатора).

Перемещение расходуемого электрода при плавке и подвод к нему тока большей частью осуществляют с помощью штанги, на конце которой укреплен электрод. Плавку ведут вытягиванием слитка путем опускания поддона. Перед плавкой на дно кристаллизатора помешают диск из металла, подлежащего плавке. Плавку осуществляют в вакууме (0,13 – 0,013 Па) в рабочей камере печи. В зоне дуги давление примерно на два порядка выше. Постоянство напряжения дуги (30 – 60 В) поддерживается автоматически за счет регулирования расстояния между электродами (длина дуги), которое в зависимости от режима плавки колеблется от 10 до 30 мм.

Для раскисления металлов (содержание кислорода в плавленом молибдене не должно превышать 0,002 %) в состав электрода при его изготовлении вводят небольшие количества углерода, циркония, титана или их карбидов.

Легирующие добавки можно вводить в состав расходуемого электрода или вносить в зону дуги. Так как при дуговой плавке в расплавленном состоянии находится кратковременно небольшая доля металла, легирующие добавки распределяются неравномерно. Для получения однородного по составу слитка обычно проводят повторную плавку.

После вакуумной дуговой плавки с раскислением содержание примесей в молибдене ~ 10^-4 ÷ 10^-3 %. Получающиеся слитки имеют крупнокристаллическую структуру, что усложняет обработку давлением. С целью получения слитков с мелкозернистой структурой иногда используют гарниссажную дуговую плавку с разливом металла в изложницу.

Электронно-лучевая плавка Нагревание и плавка металлов электронным пучком основаны на превращении кинетической энергии электронов при их соударении с поверхностью металла в тепловую энергию.

Успешная плавка в электронно-лучевых печах возможна при высокой скорости откачки и остаточном давлении в плавильной камере порядка 0,0013 Па. Высокое разрежение необходимо для того, чтобы пучок электронов на пути к нагреваемому телу потерял меньше энергии на столкновение с атомами и молекулами газов, а также для удаления из расплавленного металла испаряемых примесей.

В результате электронно-лучевой плавки молибден очищается от подавляющей части примесей (в частности, от примесей О, N, C, H, Fe, Cu, Ni, Mn, Co). Для глубокой очистки от кислорода необходимо введение раскислителей.

2.3. Металлургия тантала и ниобия

Дата добавления: 2014-01-11