高温合金的真空感应超纯净熔炼
高纯金属冶炼与纯化技术
资源循环利用
高纯金属冶炼与纯化过程中会产生大 量的废料，如何将这些废料进行循环 利用，降低资源浪费，是实现可持续 发展的重要手段。
新材料与新技术的研发
要点一
新材料的应用
随着科技的发展，新材料的应用越来越广泛，如何将新材 料应用于高纯金属冶炼与纯化技术中，提高金属的纯度和 性能，是当前研发的重点之一。
太阳能电池
高纯金属在太阳能电池中用于制造电极、导电线路等 ，提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
04 高纯金属冶炼与 纯化的挑战与展 望
技术挑战
高纯度金属杂质控制
高纯金属中杂质元素的含量要求非常严格，如何有效控制杂质元 素的含量是技术挑战之一。
高温熔融态金属的纯化
高温熔融态金属的纯化技术难度较大，需要克服高温、高压等极端 条件下的纯化难题。
电子束熔炼适用于生产高纯度金属和超合金等，广泛应用于航空、航天和核工业等领域。
等离子熔炼
等离子熔炼是一种利用高温等离子体 将金属熔化的冶炼技术。该技术能够 实现高真空和高纯净度的熔炼，同时 具有较高的生产效率和较低的生产成 本。
VS
等离子熔炼适用于生产高纯度金属、 超合金和复合材料等，广泛应用于航 空、航天、能源和化工等领域。
02
常见的化学提纯方法包括溶剂萃取、离子交换、化学
沉淀等。
03
化学提纯具有较高的选择性，适用于特定杂质去除，
但需要使用化学试剂，可能对环境造成一定影响。
物理吸附法
01
物理吸附法是一种利用吸附剂 的物理吸附作用去除金属中的 杂质的方法。
02
常见的物理吸附剂包括活性炭 、分子筛、硅胶等。
03
物理吸附法具有操作简单、环 保无污染等优点，但吸附剂的 吸附容量有限，需要定期更换 或再生。
几种熔炼炉对比
1. 镍基合金熔炼工艺国内外镍基高温合金、镍基耐蚀合金、精密合金的熔炼设备主要有真空感应炉、真空自耗炉、电渣炉、电子束炉和等离子电弧炉等。
1）真空感应炉（VIM）真空感应熔炼是一种成熟的真空熔炼方法，是镍基高温合金、耐蚀合金等的重要生产工艺，特别是对于含有铝、钛等活泼元素较多的合金，必须采用真空感应熔炼。
VIM可提供对化学成分最大程度的控制，防止了溶液与大气中氢、氧、氮的接触。
真空下反应的进行和完成比在大气下要快。
除了使溶液均匀外，感应搅拌能持续将反应物带到熔体和真空界面，从而使精炼反应顺利进行。
气体夹杂和痕量元素的蒸发能改善大多数高温合金的力学性能。
VIM缺点在于大多数最终产品都必须进行重熔，主要是为了减少偏析和控制凝固组织以及耐火材料的侵蚀，采用CaO耐火材料坩埚、电磁搅拌、陶瓷过滤等技术均可以有效提高合金的纯净度。
新建3座12 tVIM，熔炼周期14 h/炉，平均每炉产量12 t，年产能18000 t，可满足规划生产真空感应炉锭17685.8 t/a的要求。
2）电渣重熔炉（ESR）电渣冶金是目前生产高品质材料的重要方法，具有纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀的优点，广泛应用于航天航空、军工、能源、船舶、电子、石化、重型机械和交通等国民经济的重要领域。
电渣重熔的目的是通过将化学精炼和控制凝固结合起来生产高质量铸锭。
电渣重熔过程中，金属材料能够被熔渣有效地精炼，合金中的非金属夹杂物、气体和硫含量显著减少，合金的纯净度提高，因而合金的力学性能得到改善。
电渣熔炼过程中，始终有液态渣的保护，使金属不与空气接触，合金元素烧损低，成分容易控制；避免了熔炼过程中耐火材料的污染；铸锭组织致密，缩孔较小，没有疏松及皮下气泡等缺陷，提高了材料的塑性；设备简单，易于操作。
然而ESR也存在许多不足之处，如熔炼和凝固速率偏低、熔渣吸收气体、活泼元素不易控制以及电极重熔过程经受高温氧化等。
真空感应炉冶炼原理及工艺
2.3 罗茨泵
罗茨真空泵（简称罗茨泵）是一种旋转式变容真空泵。根据罗茨真空泵工作范围的 不同，又分为直排大气的低真空罗茨泵、中真空罗茨泵（又称机械增压泵）和高真空多 级罗茨泵。
图 5 罗茨真空泵结构示意图
4
罗茨泵的结构如图 5 所示。在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一 对平行轴上，由传动比为 1 的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间， 转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无 内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除 取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空 度，可将罗茨泵串联使用。 实际设备中往往用多个泵的串联来组成真空泵组，获得真空室中符合要求的真空 度。
3.1 感应加热原理
感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极， 从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合 并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区， 合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是 渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于 渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。 （4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热原理主要依据两则电学基本定律。一是法拉第电磁感应定律： E B L v sin (v B)
真空感应熔炼原理及工艺
真空感应熔炼原理及工艺一、引言真空感应熔炼是一种常用的金属熔炼技术，它利用感应加热和真空环境来实现金属的高温熔化和精细处理。
本文将介绍真空感应熔炼的原理和工艺，并探讨其在金属加工领域的应用。
二、真空感应熔炼的原理1. 感应加热原理真空感应熔炼是基于感应加热原理进行的。
感应加热是利用电磁感应现象，通过变化的磁场在导体内感应出涡流，从而产生热量。
在真空感应熔炼中，通过感应线圈产生的高频交变磁场作用下，金属料块内部产生涡流，并迅速升温，最终达到熔化温度。
2. 真空环境的作用真空环境对于真空感应熔炼至关重要。
首先，真空环境可以减少金属与氧、氮等气体的接触，避免金属被氧化或气体吸收，从而提高金属的纯度和质量。
其次，真空环境可以降低金属的气化温度，使金属在较低温度下熔化，减少能源消耗和金属蒸发损失。
最后，真空环境还可以减少金属与炉膛内壁的接触，避免污染和杂质的产生。
三、真空感应熔炼的工艺1. 准备工作在进行真空感应熔炼之前，需要对金属料块进行预处理，包括清洗、切割和称重等。
同时，还需要准备好感应线圈、感应炉膛和真空系统等设备，并进行检查和调试，确保正常运行。
2. 熔炼过程将预处理好的金属料块放入感应炉膛内，然后启动感应线圈，产生高频交变磁场。
金属料块受到磁场的作用，内部涡流产生，温度迅速升高，最终达到熔化温度。
同时，开启真空系统，将炉膛内的气体抽出，形成真空环境。
在熔炼过程中，可以根据需要进行金属的合金化和成分调整。
3. 精细处理在金属熔化后，可以进行一系列的精细处理，包括脱气、去杂、调温等。
通过控制真空度和温度，可以实现金属的脱气和杂质的去除，提高金属纯度和质量。
同时，还可以根据需要调整金属的温度，以满足后续工艺的要求。
四、真空感应熔炼的应用真空感应熔炼广泛应用于金属材料的制备和加工领域。
首先，它可以用于高纯度金属的制备，如高纯铜、高纯铝等。
其次，它可以用于合金的制备，如钢、铜合金等。
此外，真空感应熔炼还可以用于金属粉末的制备、金属材料的再生利用等方面。
真空感应熔炼工艺对镍基高温合金氧氮含量的影响
1试验方法
按照表1中合金成分，在ZG-25 kg真空感应熔炼炉用相同工艺熔炼不同Cr含量 的合金锭各一炉，合金中Cr含量（质量分数）分别为4%、6%、8%、10%、12%、 14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、33%,其余主量元素保持不变，浇注完 成后从合金锭上部切取试样检测气体含量。
2.2不同熔化时间对氧、氮含量的影响 根据合金成分和每种原材料中氧和氮含量，
计算出原材料中所带入氧和氮含量分别为0.031%和 0.080%„在金属原材料熔化阶段采取不同送电功率控 制熔化速率，熔清后炉前取样检测的氧氮含量见图2 o 从图2中可以看出，原材料中带入的氧和氮含量在熔化 期间得到大幅度降低，氧和氮的脱除率分别高达80% 和30%。随着熔化时间的延长，氧和氮含量继续呈降 低趋势。熔化时间为t时，氧和氮含量分别22x10"和 49x10",熔化时间延长15 min后，氧和氮含量分别下 降为19 X 10"和44 x 10",熔化时间继续延长至30 min 后，氧和氮含量分别降低到14x10"和42 x 10%
鎳基高温合金被广泛应用在航空发动机中热端部件。当高温合金中存在较高 的氧和氮含量时，将与合金元素形成氧化物和氮化物，成为零件服役过程中的裂纹 源。另外，由于氮化物的存在，在合金液凝固过程中将促进碳化物的粗化，并在碳 化物周围形成显微疏松，降低合金性能，零件质量下降皿。因此需要将镇基高温合金 中氧和氮含量控制的越低越好。随着高推重比发动机的发展，发动机材料使用温度 越来越高，对于氧氮含量的要求越来越高真空感应熔炼由于具有良好的真空气氛 有利于将熔炼的鎳基高温合金中的氧、氮有效去除，一般都采用真空感应熔炼生产 鎳基高温合金。牛建平等人研究了CaOt甘蜗熔炼谋基高温合金的脱氧脱氮工艺卩期， 结果显示，通过提高真空度、精炼温度和精炼时间均能提高合金中氧氮脱除率。但 是目前熔炼鎳基高温合金使用最广泛的t甘蜗材料为MgO,对于用MgOtW熔炼镇基 高温合金时，如何有效去除氧和氮含量的工艺硏究较少，因此有必要开展此方面的 工艺研究。
真空感应熔炼技术的发展及趋势
真空感应熔炼技术的发展及趋势我们来回顾一下真空感应熔炼技术的发展历程。
20世纪60年代，真空感应熔炼技术开始应用于实际生产中，但由于设备和工艺的限制，其应用范围受到了一定的局限。
随着科学技术的不断进步，真空感应熔炼技术在20世纪80年代得到了快速发展。
新型设备的引入和工艺的改进使得真空感应熔炼技术在金属材料制备和合金研究中发挥了重要作用。
真空感应熔炼技术的主要优势在于它可以在高温下实现金属的精确控制。
通过调整真空度和熔炼温度，可以控制合金中各元素的含量和晶体结构，从而获得具有特定性能的材料。
这种精确控制的能力使得真空感应熔炼技术在航空航天、能源、汽车等领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断进步，真空感应熔炼技术也在不断发展。
首先，设备的改进使得真空感应熔炼技术更加高效和可靠。
新型的感应熔炼炉具有更高的熔炼效率和更稳定的熔炼温度控制，从而提高了生产效率和产品质量。
其次，熔炼工艺的改进使得真空感应熔炼技术可以制备更复杂和高性能的材料。
例如，通过精确控制熔炼温度和熔炼时间，可以实现金属材料的纳米晶化和均匀化处理，从而提高材料的强度和硬度。
此外，新型的熔炼工艺还可以实现多元合金的制备和复合材料的熔炼，从而获得具有特殊性能的材料。
未来，随着科学技术的不断进步，真空感应熔炼技术将会继续发展并发挥更大的作用。
首先，随着新材料的涌现，真空感应熔炼技术将在新材料的制备和研究中发挥重要作用。
例如，通过引入新的合金元素和控制熔炼工艺，可以实现新型材料的制备，如高温合金、超导材料和高强度钢等。
其次，随着环保意识的提高，真空感应熔炼技术将在资源循环利用和废弃物处理中发挥重要作用。
例如，通过回收废旧金属和利用废弃物进行熔炼，可以实现资源的有效利用和环境的可持续发展。
真空感应熔炼技术是一项重要的金属材料制备和加工技术，其发展历程和未来趋势与科学技术的进步密切相关。
通过不断改进设备和工艺，真空感应熔炼技术将在新材料制备、环境保护和资源循环利用等方面发挥更大的作用。
3.真空感应炉熔炼-西安建筑科技大学
3[Ca]+2[P]=Ca 3P2
参与反应的钙可以 是金属钙也可以是 钙的合金（硅钙合 金）或钙的化合物 （CaC2)
31
3.6 新技术在感应炉冶炼中的应用
反应产物Ca3P2不溶于钢液，在炼钢温度下会以液态上浮而进入 渣中，在炼钢条件下不稳定，是一种强的还原剂，当炉内气氛氧 势偏高和渣中存在易还原的氧化物时，会发生如下反应：
镁特定的物化性质决定着，在镁的加入操作中，镁的加入 方式回收率的控制都是难以完善解决的工艺问题，使用镁合金 如：Ni-Mg、Ni-Mg-Me以降低镁的蒸汽压，提高熔点和沸点。 镁处理的操作过程为： 精炼期结束后，若要求添加B、Ce,在B、Ce加入后，调节 熔池温度，使温度低于出钢温度20℃; 真空室内充高纯氩气至13-27kPa; 镁以块状的含镁中间合金加入金属熔池; 镁加入后立即大功率搅拌，时间不宜过长，为减少镁的 损失，加镁后，通常1-5min内出钢;
22
3.3真空感应炉冶炼工艺过程
3.3.4 出钢和浇注
合金化结束后，坩埚中的金属液达到预定的成分 和温度，真空度也符合要求，则可出钢； 采用真空浇注，小型炉用上注，大型炉也可以下 注。
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3.4元素的挥发与控制
所有金属都存在一个平衡的蒸汽压pi*,它取决于该金属的物 性、气态的存在形式（单原子、双原子还是多原子组成气态分 子）以及温度。i物质的蒸汽压pi*，与温度的关系式为：
40CrNiMo(SAE4340)，(C：0.42%；Mn：0.76%；Cr：0.77%；
Ni：1.67%；Mo：0.20%)
14
3.1.3 真空感应炉熔炼的特点
不同熔炼方法生产的钢与合金中夹杂物含量
钢与合金
Cr20 Cr16Ni25W5AlTi2 氧化物夹杂/%
单晶高温合金的熔炼方法
单晶高温合金的熔炼方法主要包括真空熔炼和电渣重熔。
真空熔炼是一种在一定真空条件下进行的熔炼方法，其主要步骤包括：
1. 准备原材料：根据配方准备单晶合金的各个组分，包括镍基高温合金锭、钼、铬、钴等，确保其纯度达到要求。
2. 熔炼过程：在真空炉内加热合金和其它原材料，以避免任何氧或氢的污染。
熔化金属后，调整合金成分并加热至熔化状态。
3. 金属净化：通过搅拌和电弧搅拌熔融金属，可以去除任何杂质并提高合金的纯净度。
4. 浇注成型：将熔融合金倒入模具中，并在合适温度下进行浇注，以获得最佳的结晶形态。
5. 冷却：将合金冷却，形成单晶合金。
电渣重熔则是另一种常用的单晶高温合金的熔炼方法。
它利用电流通过熔融金属和熔渣时产生的电阻热进行熔炼，并在结晶器中形成单晶。
电渣重熔的过程包括：
1. 准备原材料：与真空熔炼相同，需要准备镍基高温合金锭、钼、铬、钴等原材料。
2. 熔炼：在特制的电渣熔炼炉中熔炼金属，确保金属纯净且无氧化物。
3. 重熔金属浇注：将熔融金属倒入结晶器中，进行多次重熔，以形成单晶合金。
相较于其它熔炼方法，如一般浇铸或感应炉熔炼，真空熔炼和电渣重熔可以有效提高单晶高温合金的纯净度，减少有害杂质，从而提升其高温性能和抗氧化能力。
总的来说，这两种方法都能有效制备出性能优越的单晶高温合金，而电渣重熔方法尤其适合于生产大规格和特殊性能要求的单晶高温合金。
具体的熔炼方法选择需要根据生产需求和工艺条件来确定。
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反应机制
对过滤后的过滤网进行扫描电镜（Ｅ 分析表明， Ｓ Ｍ） 对
起蟠变及其它性能的极大变化。 另外， 使用ＣＯ拼竭精炼时， ａ 在ＣＯ柑祸壁上提供了Ｎ 基高温合金最佳的精炼条件 ａ ｉ 本溪钢铁研究所研制的Ｃ０甜涡用于高温合金的ＶＭ ａ Ｉ 熔炼， ｌ 氧在 Ｏｐ ｐｍ以下， Ｎ在２ｐｍ以下， Ｉ ０ｐ 硫在 Ｏｐ ｐｍ以下。
二建平： １６年生． 教授， 研究 Ｅｍ ｉｎ １ ＠ ｏ ａ． 男， ２ ９ 副 博士 生 －ａ： ４ １ｔ ｉｃ ｌ ０ ， ｍ ｌｏ ｊ ｐ ｍ
万方数据
・２ ・ ｓ
材抖 导报
２０ 年 １ ０１ １月 第 １ ５卷 第 １ 期 １ 用 Ｃ ０柑祸熔炼 Ｔ 合金ｕ使其杂质含量降低到 ａ ｉ ｊ
些辅助 」 ＿ 艺措施 。
达到以下要求一： ，满足徽量兀素的化学成分含量的严格规定 二
尽量夫除有害杂质（ Ｏ， Ｓ Ａ ，ｂＳ，ｂ ・ 如 Ｎ，， ．Ｓ ，ｉ 等）以保证 下 Ｐ
２ Ｉ 法的辅助工艺措施 ＶＭ
２１ 采用Ｃ Ｏ耐火材料 ． ａ
（ ） ０ Ａ 火材料的应用史 １Ｃ ｔ ａ 试图把 Ｃ Ｏ作为熔炼用耐火树料最早可追溯到 １７＇ ａ ８０ ， 的欧洲）。 但是第一次很好地记载并取得成功的结果是２ 世 ０ 纪５ 年代Ｆ ０ － ＂ ｒ ｅ ｈ ｓ ｉ 用ＣＯ柑祸进行高碳钢熔炼的平衡试验 ａ
工艺措施
１ 真空感应熔炼（Ｉ 的特点 ＶＭ）
ＶＭ 是一种成熟的真空熔炼方法， 工 是生产超纯净钢及合
金的主要熔炼方法之 一 ：它的任务主要是为重熔提供纯净的
后来 ＣＯ很少作为琳 ａ Ａ材料使用， 主要有两个原因： 一是 ＣＯ在空气中容易水化； ａ ＿是Ｃ０容易与酸性氧化物成渣 ａ 近些年来 ａ Ｃ０良好的脱 Ｏ Ｎ， ’ ， ［ 〕 Ｓ＝ 及去除杂质的能 一
２ 世纪 ５ 年代后期 在美国Ｃ ０址涡用于铀合金的熔炼 ‘ ０ ０ ａ 。
一步熔炼时， 不出现浮渣； 母合金铸锭表面光洁； 不含或含极 少气孔、 缩孔 调整好母合金的各种性能。
国内外现在采 用的高温合金熔炼方法有 Ｖ Ｍ， Ａ ， Ｉ Ｖ Ｒ
Ｅ Ｒ，Ｂ Ｈ ，Ｂ Ｓ Ｅ Ｃ Ｒ Ｅ Ｒ或其中的两种或三种方法的结合， 其中以 Ｖ１ 应用最为厂泛。 １ １ 本文论述 ＶＭ 方法的特点、 用及辅助 Ｉ ｆ ／
ｖ ｗ ｄ Ｓ ｍｅ ｘｌ ｒ ｔｃ ｎ ａ ｃｏｒａ － ｉ ｅ ． ａ ｉａｙ ｈ ｉ ｌ ｅ ｏ ｕ ｉ ｅ ｃ
Ｖ Ｍ ｆ ｉ ｏ ｓｐｒ ｌ ａ ａ ｏ ｃｓ ｄ Ｉ ｒ ｉｎ ｆ ｅａｏ ｒ ｌ ｄ ｕｓ ． ｅｎ ｇ ｕ ｌｙ ｓ ｉ ｅ ｅ ｓ
Ｋ ｙ ｒｓ ｓｐｒｌ ｓ Ｖ Ｍ， ｎ ｇ ｅ ｗ ｄ ｅ ｌｙ， ｒｉｎ ｏ ｕ ａｏ Ｉ ｅ ｉ ｆ
一方面， ＣＯ精炼的母合金， 用 ａ 由于其 Ｏ含量及杂质含量较
低。 其超导性也较好
由干采用ＣＯ柑涡熔炼的特殊钢的气体及杂质含量很 ａ
低． 提高 ｒ 产品的疲劳寿命 ， 所以广泛应用于高质量的计算机
上的弹簧和打印头的制作Ｐ： ％
Ｃ ０用于高纯 Ｎ 基高温合金的熔炼， ａ ， 主要是用于气体 发动机涡轮叶片、 舵等零件的母合金的生产 ． 盘、 这些零件要 求具有高温强度， 耐腐蚀性、 塑性、 可铸性、 可锻性和 可 焊性， 同时ｐ－（ ｐ 百万分之］） Ｌ 数量级的 Ｏ， Ｓ含量的要求是必须 Ｎ， 的 因为徽小的杂质含量的变化， 特别是 Ｏ Ｎ， 的变化会引 ， Ｓ
０ 引言
高温合金是以第粗卞族元紊为基， 可以在高温下承受较 大应力． 而几具有较高的组织稳定性和抗氧化性的合金， 它分 为镍基、 钻基和铁基高温合金三大系列 现代高温台金具有合
金化程度高 易形成偏析、 微量兀索难以控制和掌握、 合金对 气体及杂质元索含量要求严格等特点． 因此高温台金的熔炼 必须采用一些特殊的熔炼方法。 熔炼高温合金的母合金时， 要
（１ （２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｉ ｔｕ ｏ Ｍｅ ｌ ｅｒ ，ｈ ｅ Ａ ａｅ ｙ Ｓｉ ｃｓＳｅｙｎ １０１，ｈ ａ ｎ ｉ ｔ ｆ ｔ Ｒ ｓ ｃ Ｃ ｔ ｓ ｃ ｍ ｏ ｃ ｎｅ．ｈｎａｇ ０６Ｃ ｍ ） ｓ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｈ ｎ ｅ ｄ ｆ ｅ １
Ｄ ｐｒ ｎ ｏ Ｍａｅｉｓ ｇｎｅｉ ， ｎ ａｇ ｉ ｒ ｔ， ｎａｇ ０４ ．ｈ ａ ｅａｔ ｔ ｔ ａ Ｅ ｉ ｒ ｇＳ ｅｙｎ Ｕ ｖ ｓ ｙＳ ｅｙｎ １ ０４Ｃ ｍ ） ｍｅ ｆ ｒ ｌ ｎ ｅ ｎ ｈ ｎｅｉ ｈ １
高温合金的真空感应超纯净熔炼／ 牛建平手
高温合金的真空感应超纯净熔炼
牛建平’ 孙晓峰， 金 ・ “
ｒ 自 Ｆ 涛’ 杨克努‘ 管恒荣‘ 胡壮麒
（ 中国科学院金属研究所， １ 沈阳 １０１： 沈阳大学材料 １ １０６ ２ 程系 沈阳 １０４） １０４
ＶＭ 超 讨论 了高温合 全真空 感应熔炼 的 抽要 论 述 了真空感应惊炼 （ Ｉ ） 纯 净 高混合 金工 艺方法 的特 点及应用 。
咬 针合金中存在的气休及低熔点有害杂质兀幸可部分被
蒸发去除． 强烈的电磁搅拌可加快反应速度， 并使熔池温度及
成分均匀
（） ５铸件质量均匀， 熔炼与浇铸操作容易 （） ６冶炼过程中增祸耐火材料污染金属 （） ７仅靠真空感应熔炼不能有效地脱Ｓ 由于ＶＭ法存在上述（）（） Ｉ ６，７两个缺点， 所以要采取一
以采用（ ０钳竭精炼。 ＇ ａ 金属间化合物山十具有高的强度和硬度止在作为未来材
２Ａ ｌ ａ ３ 二３ ａ ＋Ａ ， ］ Ｃ Ｓ Ｉ 厂 ｌＴ Ｏ＋ ３ Ｃ ［ Ｓ Ｏ 以上两个反应生成的 Ａ， 在ＪＡ＇或壁 Ｆ Ｉ Ｏ ＃ ｌ ， ． 形成渣 ：
ｎ Ｉ ｝ ａ Ｏ， ｍＣ ｏ Ａ， Ｏ， Ｃ Ｏ＝ｎ ， ・ ａ ｍ ＡＩ
常为０２ ． ％一。ｓ 添加剂少时很难制得组织均匀致密的材 ％。
料， 不能得到充分的效果 Байду номын сангаас 添加量多时， 添加剂会在加热中与
采用ＣＯ用涡获得了很好的熔炼效果〔。 ａ ，
氧化钙增涡精炼过程特别适合干各种磁薄膜喷溅合金． 可获得低气体含量， 洁净、 均匀的合金
氧化镁及氧化钙反应． 生成大量的低熔点的化合物， 可以认为
ｃ） ３可以精确地控制成分， 特别是对 Ａ ， ｉ １ ， Ｚ 等易 Ｔ Ｂ及 ｒ
烧损兀奈可控制在很窄范围之内
Ｃ０ Ｏ， ０ ＞ ） Ｍｇ ＞ ， Ｓ ＞ Ｏ ， ｆ， ｒ ， Ａ （＞ ０ ＴＯ＞ ｝ ， ａ ％Ｈ ＞Ｚ － ｌ ， ， Ｃ ０ ｝ 即Ｃ Ｏ最稳定， ａ 因此在高温合金的熔炼温度下被活性合 金元素还原的量要少得多， 从而减少了向金属液体中的供氧
时Ｃ Ｏ耐火材料的高温性能不利 ． ａ 会损害其耐炉渣侵蚀性
与使用传统耐火材料熔炼相比， ａ 用ＣＯ柑涡精炼的Ｎ－ ｉ Ｆ ，， ｌ ，Ｆ－ － Ａ Ｓ合金， 其渗磁比率值提高２ 倍ｐ： －３ ０ 。另一个较
大的优点是同一批料的均匀性相当好。
２２ 过滤 ．
陶瓷过滤的研究集中于两方面， 一是过滤材质、 制造工艺
寸 大于孔的尺 寸 或与孔的尺寸相近将被过滤网筛住； 比孔的 尺寸小一些的夹杂物顺粒将被存在于过滤网孔间的粘结块枯 住而过德， 这些粘结块是由于夹杂物颖粒不断吸附于已经存 在于过滤网孔间的夹杂物顺粒表面而形成的； 比过德孔径尺 寸小得多的颗粒可能由于与 过滤网接触产生化学反应或被网 间的金属液夹住，
料被研究， 其中含有大量的活性金属如Ａ 及丁 ， ｌ １找成型及加
工技术正在快速发展 Ｃ Ｏ柑锅精炼将与Ｃ ０精密铸模一起 ａ ａ
随着 Ｌ 述反应的进行， Ｎ反应 ２Ｎ ＝Ｎ 今 脱 仁 乃 ： 也加速进
应用于其合金的熔炼 卜“ ［：
对 ＴＡ 元 ＿ 系 ’， ｌＴＡ 及 Ｆ ｌ 特 别是 对十 ＩＡ ｉｌ １ Ａ ， ｌ ｉ ｉ ｉ ， Ａ ｉｌ
城 助 工 艺措 施 关钳词 高温合金 ＶＩ 精炼 Ｍ
Ｓｐｒ ｆ ｉｇ Ｓｐｒｌ ｙ ｂ Ｖ Ｍ ｕ ｅ Ｒ ｉ ｎ ｏ ｕ ｅａ ｏｓ Ｉ ｅｎ ｆ ｌ ｙ
Ｎｕ ｎｉ ＇ ｕ Ｘａｆ ｇ ｉ Ｔ ｏ ａｇ ｎ ＇ ｕｎ ｎｒｎ ＇ ｕ ｕｎｇ ｉＪ ｐ ｇ＇ ｎ ｏ ｎ＇ ｎ ＇ ｎ Ｋ ｎ ｉ ｎ ｚ ａ Ｓ ｉ ｅ Ｊ ａ Ｙ ｅ Ｇ ａ Ｈ ｇｏｇ ｅ Ｈ ６ ａｇｉ ｈ ＇
Ｉ ｔｉｐｐｒ ｃａａｔ ｉｉ ａｄ ｌａｏｓ Ｖ Ｍ ｓｐｒ ｉ ｎ ｏ ｓｐｒ ｌ ｓ ｒ ｎ ｓ ｅ ｔｅ ｒ ｅｓｃ ｎ ａｐｃｔ ｎ ｏ Ｉ ｉ ｕｅ ｒｆ ｉ ｆ ｅａｏ ａ ｅ ｈ ａ ｈ ｈ ｃ ｒ ｔｓ ｐ ｉ ｉ ｆ ｎ ｅｎ ｇ ｕ ｌ ｙ ｒ ｅ
ｒａ ｎ ｉ
及性能的研究； 二是过滤器形状、 安放位置， 过滤机制及过滤
效果的研究 过滤网去除夹杂物的机制有以下三种 ： 夹杂物颗粒的尺
已证明Ｃ ０钳涡可以用于氧化物类超导材料（ ａ 含有Ｒ ｅ 或碱土金属） 的熔炼， 它可以很容易地把一些特别活泼的金属 熔化在 一 起形成母合金ｕ ｕ然后用于喷溅形成薄膜或棒。另
力少已经很清楚 厂 另一方面， 。 防水化和耐火材料的烧结技术
白耗电极和精密铸造零件（ 包括母合金的熔炼） 。真空感应熔
炼具有以下特点
已使ＣＯ耐火材料能够达到实用水平 ａ （ ） Ｏ衬 火材杆的稳 定性 ２Ｃ ａ
从热力学上来说，ａ 是最稳定的氧化物之 一与各种 Ｃ（ 〕
熔融金属几乎都不发生反应 ， 以是制造柑祸 的较佳材料 按 所
（ ） Ｏ衬 火材料脱 Ｏ， Ｓ的机理 ３Ｃ ａ Ｎ， 当Ａ 加人到合金液中后， ｌ 发生如 卜 反应
２Ａ］ ＿ １ Ｉ － Ｉ＋３０ ， ＝Ａ Ｏ
脱 ５反应发牛在增祸壁上 ；
科材料
ＡＴ Ｓ Ｍ标准以下。 ｒ Ｃ 是优秀的抗腐蚀及抗氧化材料， 其熔点 近１９０ 且脆性较大 对Ｃ 合金像对Ｆ 及Ｎ 合金一样可 ９０ Ｃ． 丁 ｅ ｉ