Електронно-променеве плавлення

Електро́нно-промене́ве пла́влення (англ. electron beam melting, EMB) — плавлення металів і сплавів у високовакуумній печі, в якій нагрівання відбувається за рахунок перетворення кінетичної енергії прискорених в електростатичному полі електронів у теплову енергію при їх ударі об поверхню об'єкта, що нагрівається. При цьому використовуються такі особливості електронно-променевої обробки, як висока питома потужність у робочій зоні та наявність вакууму, що дозволяють видаляти гази в ході плавки.

Монокристал рутенію високої чистоти (99.999 %) отриманий методом зонної очистки, по центру шматок рутенію, отриманий методом Електронно-променевого плавлення (99.995 %) і куб рутенію 1 cm³ з високою чистотою (99.99 % = 4N) для порівняння.

Застосовується при плавці особливо чистих матеріалів, наприклад, сталей чи титану, і матеріалів, стійких до високої температури та з високою хімічною активністю. При електронно-променевій плавці забруднення матеріалу сторонніми домішками є практично відсутнє. Завдяки наявності високого вакууму є можливість видалення домішок з матеріалу. Легкість керування потужністю електронного пучка дозволяє використовувати різноманітні режими плавки. Електронно-променева плавка, що здійснюється у глибокому вакуумі, є одним з перспективних методів переплавлення дорогоцінних металів і сплавів з високими температурами плавлення, особливо для зонної пірометалургійної перекристалізації платини та металів платинової групи. Електронно-променева плавка у вакуумі дає можливість очищати тугоплавкі метали ніобій, тантал, молібден, вольфрам, реній.

Промислові електронно-променеві плавильні печі мають потужність, що перевищує 200 кВт й видають виливки довжиною до декількох метрів і масою до декількох тонн. У порівнянні з плавкою у дугових печах електронно-променеві технології дають менше шкідливих викидів в атмосферу і характеризуються меншим споживанням електроенергії.

Електронно-променеве плавлення знайшло застосування і у технологіях адитивного виробництва на основі 3D-друку з використанням порошкових металевих (титанових) сплавів для виготовлення медичних імплантатів, протезів та деталей для аерокосмічної галузі.

Примітки

1. ДСТУ 3790-98 Металургія кольорових металів. Терміни та визначення основних понять.
2. EBM® Electron Beam Melting — in the forefront of Additive Manufacturing [ 5 лютого 2020 у Wayback Machine.] (англ.)
3. Электронно-лучевая плавка (EBM) [ 16 серпня 2016 у Wayback Machine.] (рос.)

Джерела

• Патон Б. Е., Тригуб Н. П., Ахонин С. В. Электронно-лучевая плавка тугоплавких и высокореакционных металлов. — К. : Наукова думка, 2008. — 312 с.
• Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. — М. : Высшая школа, 1984. — 320 с.
• З. Шиллер, У. Гайзиг, З. Панцер. Электронно-лучевая технология. — М. : Энергия, 1980. — 528 с.

Посилання

• Навчальний фільм «Электронно-лучевая плавка»