Бестигельная зонная плавка

Отделение НТЦ «ИСТОК» ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» осуществляет услуги по бестигельной зонной плавке тугоплавких металлов и сплавов. В меетоде бестигельной зонной плавки с электроннолучевым нагревом процесс переплава исходного материала осуществляются в вакууме при остаточном давлении Р < 2*10-5 мм.рт.ст., обеспечивающем рафинирование по газовым компонентам и снижение их содержания на один — два порядков. Кроме процесса дегазации достаточно эффективно, учитывая высокие температуры плавления, реализуется процесс десорбции из объема материала легколетучих примесных компонентов.

Метод позволяет получать сверхвысокочистые материалы путем многократного прохода зоны по длине слитка. Особенно эффективен этот способ очистки для металлов и сплавов с известными значениями равновесных коэффициентов распределения примесей. Это позволяет оптимизировать число и скорость прохода зоны для достижения наибольшего положительного эффекта.

К числу переплавляемых материалов, широко используемых в данном методе, относятся вольфрам, молибден, рений, тантал, ниобий, гафний, ванадий, хром, титан, цирконий и сплавы на их основе. Сказанное относится как к штабикам, полученным методом порошковй металлургии с той или иной степенью пористости, так и к поликристаллическим пруткам цилиндрической или прямоугольной формы. Это относится и к слиткам, полученным вакуумно — дуговым (плазменным) переплавом или каким — либо иным способом.

Отличительные особенности зонноочищенных тугоплавких металлов

Малое количество примесей (на примере молибдена)

Компонент	Массовая доля примесей, % не более
Железо	0,003
Аллюминий	0,003
Никель	0,002
Кремний	0,003
Магний	0,002
Углерод	0,003
Кислород	0,003
Азот	0,001
Водород	0,0001
Молибден	остальное

Низкое газоотделение

Газоотделение из вакуумно-дугового и рафинированного БЗП молибдена от температуры

Газ	Газовыделение при температуре, м³∙Па/г
	400°С		800°С		1200°С		1600°С
	не очищ	рафин	не очищ	рафин	не очищ	рафин	не очищ	рафин
H₂	10^-7	10^-7	7,5∙10^{^-4}	4∙10^-5	6∙10^-4	8∙10^-6	5∙10^-4	10^-7
CO	10^-7	10^-7	5∙10^-4	5∙10^-5	6∙10^-4	2∙10^-5	8∙10^-5	7,5∙10^-6
CO₂	10^-7	10^-7	7,5∙10^-5	5∙10^-6	5∙10^-5	1∙10^-6	2,5∙10^-5	10^-7
Пары H₂O	10^-7	10^-7	3∙10^-4		7,5∙10^-5		3,5∙10^-5

Минимальная остаточная пористость

Изменение пористости в зависимости от количества переплавов (заготовка до переплавов — пруток МЧВП)

Изменение пористости в зависимости от количества переплавов (заготовка до переплавов - пруток МЧВП)

Количество переплавов	Величина пористости, шт/мм²
Один переплав	35-45
Два переплава	0-2

Высокая пластичность зонноочищенного металла

На примере монокристалла молибдена [100] при 20°С

Характеристика	Значение
Твердость при нагрузке 1 кг, кг/мм ²	160
Микротвердость, кг/мм ²	180
Условный предел текучести, МПа	265
Относительное удлинение, %	23

Требования к заготовкам под переплав

Допустимая стрела прогиба штабика или слитка — 5 мм.

Наиболее предпочтительной является работа с давальческим сырьем. При этом химический анализ содержания компонентов металла или сплава осуществляет заказчик. Допустимые геометрические размеры исходного материала: диаметр от 10 до 45 мм, длина — до 650 мм. В каждом конкретном случае указанные геометрические параметры определяются набором физико — химических свойств исходного металла.

Применение:

заготовки для производства зонноочищенного тугоплавкого проката (фольги, проволоки, прутков, труб и т.д.)