客戶服務(wù)熱線：真空非自耗電弧爐(又稱(chēng)為紐扣爐)電極是利用鎢等高熔點(diǎn)材料制成，在爐料熔煉過(guò)程中基本不消耗，目前只在實(shí)驗(yàn)室中用來(lái)研究制造難熔金屬和金屬碳化物。是問(wèn)世和應(yīng)用最早的一種真空電弧爐。爐子體積小，占地空間小，操作方便，不需要專(zhuān)業(yè)人員和專(zhuān)業(yè)技能，封閉操作，無(wú)輻射，對(duì)人體無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。制樣快速，目前多用于實(shí)驗(yàn)室科研中，用來(lái)研究制造難熔金屬和金屬碳化物等。
非自耗電極電弧爐優(yōu)點(diǎn):
(1)體積小，操作方便，占地空間小;(2)熔煉溫度可達(dá)3000℃以上;
(3)真空腔體小，可快速抽真空，快速充氬氣，效率快及氬氣消耗少;(4)水冷銅電極可移動(dòng)，方便拆卸，可同時(shí)熔煉多個(gè)樣品;
(5)樣品多樣性，可為粉末、絲狀、屑狀及鉆屑、粒狀、條狀、環(huán)狀、泥沙狀等;
非自耗電極電弧爐缺點(diǎn):
(1)熔煉金屬易被電極材料污染，這種污染通常在局部，極少，但仍然有害;
(2)真空中非自耗電弧穩(wěn)定性不好，難于操作;
(3)非自耗電極熔煉形成熔池后才可脫氣;
(4)單次熔煉合金質(zhì)量少，幾十至幾百克;
(5)加料方式難于控制合金成分比例，成分控制較難。
工藝流程
真空非自耗電弧爐熔煉主要分為準(zhǔn)備階段，抽真空階段、熔煉階段，吸鑄試樣階段，結(jié)束階段吸鑄的基本原理是利用爐體內(nèi)和銅模具之間的壓力差將坩堝中的液態(tài)金屬壓入銅模中，利用循環(huán)水冷卻和銅良好的散熱性使液態(tài)金屬快速冷卻凈固，制備非晶態(tài)合金。
1 準(zhǔn)備階段
(1)打開(kāi)爐體，對(duì)電極和坩堝進(jìn)行清洗，可采用酒精，蒸發(fā)速度快，且無(wú)毒性。
(2)將待熔煉金屬放入坩堝中，關(guān)閉爐體，均勻擰緊各緊固件，檢查各設(shè)備各個(gè)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。
(3)打開(kāi)電源總閘，循環(huán)水閥門(mén)，依次打開(kāi)設(shè)備上循環(huán)水電源開(kāi)關(guān)，電源開(kāi)關(guān)，待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，打開(kāi)控制柜的分子泵電源開(kāi)關(guān)。
2 抽真空階段
(1) 第一級(jí)抽真空，設(shè)備穩(wěn)定后，打開(kāi)爐體閥門(mén)與機(jī)泵開(kāi)關(guān)電源，啟動(dòng)壓力顯示屏，在抽真空的過(guò)程中，對(duì)爐體蓋上各個(gè)緊固件及爐體密封件進(jìn)行緊固，確保密封性。
(2）第二級(jí)抽真空，等爐體內(nèi)壓力達(dá)到初級(jí)設(shè)定之后，依次打開(kāi)分子泵閥門(mén)，分子泵開(kāi)關(guān)，關(guān)閉爐體閥門(mén)，關(guān)閉機(jī)泵開(kāi)關(guān)。
注:為保證爐體內(nèi)不殘留有空氣，第一、二級(jí)抽真空可重復(fù)2~3次，尤其粉末樣品。
（3）等爐體內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定之后，依次關(guān)閉分子泵閥門(mén)，分子泵按鈕開(kāi)關(guān)，設(shè)備抽真空完畢。
(4)向抽完真空的爐體內(nèi)充入高純氬氣，達(dá)到一個(gè)大氣壓。
3 熔煉階段
(1)移動(dòng)電極與坩堝上電極對(duì)正，移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)觀察窗進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，使二者距離達(dá)到要求值。
(2)調(diào)高電流，準(zhǔn)備熔煉，按下引弧按鈕，通過(guò)搖桿上手輪移動(dòng)爐體內(nèi)兩電極接觸引弧，在起弧之后立即轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使兩電極分開(kāi)，并用搖桿將移動(dòng)電極移開(kāi)，防止燒壞坩堝上電極。通過(guò)觀察窗操作整個(gè)過(guò)程。
(3)利用電弧依次熔煉待熔金屬，熔煉完畢，關(guān)閉電弧。
(4)利用機(jī)械手翻轉(zhuǎn)坩堝內(nèi)金屬，反復(fù)熔煉金屬2到3次保證熔煉均勻。
4 吸鑄試樣階段
(1)利用機(jī)械手將熔煉好的合金錠移動(dòng)到中間的坩堝中，并利用熔煉階段操作對(duì)試樣進(jìn)行加熱。
(2)通過(guò)觀察鏡觀察被加熱金屬完全熔化為液態(tài)時(shí)，準(zhǔn)備吸鑄金屬。
(3)吸鑄金屬時(shí)，關(guān)閉電弧，同時(shí)按下吸鑄閥門(mén)手柄，待1-2秒鐘后提起吸鑄閥門(mén)手柄，將液態(tài)合金吸到坩堝下方的銅模中。
(4)等爐體溫度下降后，從真空爐下方打開(kāi)模具通道，取出銅模，試樣制備完成。
5 結(jié)束階段
(1)打開(kāi)爐體，清洗爐腔，去除煙塵，沙礫及飛濺金屬，將銅模清洗干凈放回模具通道，擰緊密封蓋。
(2)爐腔內(nèi)清洗完畢吹干后關(guān)閉爐體，同時(shí)抽真空。
(3)抽真空完畢后，依次關(guān)閉分子泵開(kāi)關(guān)，循環(huán)水開(kāi)關(guān)，外部循環(huán)水閥門(mén)，電源總閘等。
(4)檢查設(shè)備各開(kāi)關(guān)，閥門(mén)處于正確的啟閉狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)完成。
6 操作安全及注意事項(xiàng)
(1)操作人員應(yīng)始終戴上手套，使操作人員免受電擊，并佩戴其他安全保護(hù)裝置。
(2)定期清潔觀察窗玻璃，保證熔煉時(shí)視野清晰。
(3)在啟動(dòng)設(shè)備之前檢查循環(huán)水閥門(mén)是否開(kāi)啟，嚴(yán)禁在沒(méi)有循環(huán)水的狀態(tài)下啟動(dòng)設(shè)備。
(4)在第一級(jí)抽真空的過(guò)程中注意擰緊爐體上緊固件和爐體模具通道處的密封蓋。
影響電弧的因素
(1)氣體壓力
電弧區(qū)氣體壓力包括金屬蒸氣壓力和熔煉時(shí)放出氣體壓力，在動(dòng)態(tài)情況下，高于爐膛壓力幾十倍到幾千倍。實(shí)驗(yàn)指出，在壓力為6.6x103~10?Pa時(shí)，電弧穩(wěn)定，有時(shí)電弧沿電極端部移動(dòng)。當(dāng)氣壓降到66Pa~6.6x103時(shí)，電弧移動(dòng)頻繁，且有爬弧、邊弧等產(chǎn)生，放電失常，電弧不穩(wěn)定，當(dāng)壓力低于66Pa時(shí)，電弧又穩(wěn)定下來(lái)。故爐膛最佳壓力應(yīng)為0.67~1.3Pa。氬氣保護(hù)時(shí)，當(dāng)氬氣壓力大于4.5x 10?Pa時(shí)，電弧不穩(wěn)定;當(dāng)壓力降低到4.5x 10?Pa時(shí)，電弧相對(duì)穩(wěn)定。但壓力過(guò)低，電弧不穩(wěn)定。
(2)穩(wěn)弧線圈
坩堝外繞制線圈，通以直流電或交流電，產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，壓縮弧柱，使之不散亂，維持電弧正常放電，稱(chēng)為穩(wěn)弧線圈，交流磁場(chǎng)并可減弱設(shè)備固有磁場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)的不良影響。
(3)電弧電壓與弧長(zhǎng)的關(guān)系
直徑12mm的非自耗鎢電極在爐內(nèi)壓力26Pa，直徑為175mm的結(jié)晶器內(nèi)熔煉鈦時(shí)測(cè)得的電弧電壓Ua，電弧電流la與電弧長(zhǎng)la的關(guān)系曲線，如圖所示，短路電極拉開(kāi)后，隨著弧長(zhǎng)la增加，電弧電壓增加，電弧電流減少。弧長(zhǎng)較短時(shí)，電弧電壓和電流變化顯著;但是弧長(zhǎng)增加到一定長(zhǎng)度后，電弧電壓和電流變化開(kāi)始平緩，真空電弧熔煉采用大電流低電壓，屬于短弧操作，一般電弧電壓為22~55V，對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)為20~50mm(后者為大錠)，因此，煉鈦時(shí)用電弧電壓控制電弧長(zhǎng)度，以達(dá)到穩(wěn)弧目的。電弧過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起電弧不穩(wěn)或雜散，錠子表面不光滑，氣孔多，外皮有螺紋或條紋等缺陷。電弧過(guò)短，容易短路，導(dǎo)致電極與熔池粘在一起等。
紐扣錠案例
