磁懸浮熔煉爐在合金制備上的應(yīng)用研究

　　磁懸浮熔煉原料與坩堝無(wú)接觸冶煉，干凈無(wú)污染。冶煉溫度高，溫度可達(dá)2500℃甚至以上，專門應(yīng)用于高熔點(diǎn)難熔金屬，活潑金屬等冶煉提純。采用磁懸浮IGBT電源，配合自助研發(fā)的水冷分瓣銅坩堝，懸浮效果好。采用兩級(jí)分子泵控制系統(tǒng)真空度高。

　　對(duì)于合金制備來(lái)說(shuō)，熔點(diǎn)和密度差異較大的材料熔煉工藝稍微復(fù)雜，常用的方法是制備中間合金。當(dāng)原料為單質(zhì)元素時(shí)，理想的熔煉工藝是低密度低熔點(diǎn)材料（Al）熔化后，高密度高熔點(diǎn)材料（Nb），同時(shí)進(jìn)行充分溶解、合金化。

　　當(dāng)合金元素較多時(shí)，操作工藝復(fù)雜，高密度高熔點(diǎn)材料容易下沉與水冷的銅坩堝底部接觸而無(wú)法熔化，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確配比合金成份。通過(guò)改變材料的幾何形狀，如棒、塊、片、粉料，使得高密度高熔點(diǎn)材料與電磁感應(yīng)透入深度Δδ相匹配，控制不同材料的能量吸收過(guò)程。不同材料在歷經(jīng)熔化、溶解等過(guò)程后，完成合金化。例如制備Ni-Cr-Mo-W合金，Ni、Cr材料為小顆粒狀，不易吸收能量，Mo、W材料為片狀，易吸收能量，同時(shí)片狀材料的比表面積大，熔解效率高。若采用兩組不同頻率線圈的CCLM底注設(shè)備一步法制備鈦鉭合金，則原料為直徑50mm柱狀Ti材和球徑2-5mm顆粒狀Ta材。全懸浮熔煉過(guò)程中，不同比重的顆粒狀Ta和柱狀Ti均可懸浮，進(jìn)行熔化、合金化。

　　除金屬材料外，氧化物晶體的制備常用半懸浮冷坩堝底注技術(shù)，冷坩堝玻璃固化裝置內(nèi)徑已達(dá)500mm。