Способ вакуумной плавки металлов и сплавов Советский патент 1991 года по МПК C22B9/22 

Изобретение относится к металлургии сплавов и может быть использовано для получения особо чистых металлов и сплавов, применяемых в микроэлектронике.

Цель изобретения - экономия электроэнергии, повышение степени чистоты отливок и технологичности их изготовления.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Расплавляемую заготовку помещают в вакуумную камеру. Камеру откачивают на высокий вакуум (5 10 мм рт. ст.), затем в нее напускают рабочий газ аргон и устанавливают рабочее давление (4-6) -10 мм рт. ст. На медную расплавляемую заготовку подают отрицательный потенциал 400-700 В и создается электрическое поле с напряженностью Е, перпендикулярной поверхности заготовки.

Заготовка соединена с держателем 1 с помощью стержня 2. выполненного из тугоплавкого материала с минимальной теплопроводностью, Заготовка 3 приводится во вращение от внешнего привода.

Магнитное поле с индукцией 0,04-0,06 Тл, направленное параллельно поверхности заготовки, создается с помощью постоянных ко- бальт-самариевых магнитов. В кварцевом стакане 4 зажигается аномальный тлеющий разряд, который локализован вблизи поверхности заготовки. При плотности тока 0,5 А/см2 ионы аргона, бомбардируя поверхность заготовки, производят ее очистку, Затем увеличивают подаваемую мощность на заготовку и при токе с плотностью 0,1-0,2 А/см производят расплавление заготовки, накопление и кристаллизацию расплава в графитовом кристаллизаторе 5. Время плавки заготовки из меди массой 1 кг составляет не более 6 мин.

Для срезания проводят также плавку медной заготовки массой 1 кг в дуговой печи L-200H фирмы Leybold-Hereaus (ФРГ) при следующих технологических режимах: ток 600 А; напряжение 30-35 В; давление аргона 400 мм рт. ст.: время плавления 3 мин.

(Л

о о со

ы

00

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы .предлагаемый способ плавки позволяет получать медные отливки с меньшим расходом электроэнергии (в 1,5 раза) и более высокой чистоты, является более технологичным, так как осуществлен при меньших электрических токах. Способ позволяет также успешно вести плавку сплавов сложного состава при сохранении его стехиометрии.

0

Формула изобретения Способ вакуумной плавки металлов и сплавов, включающий расплавление металлов и сплавов в вакууме в среде инертного газа, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии, повышения степени чистоты отливок и технологичности их изготовления, плавку ведут ионной бомбардировкой в режиме аномального тлеющего разряда магнетронного типа в магнитном поле с индукцией 0,04-0,06 Тл при плотности ионного тока 0,1-0,2 А/см2, напряжении 400-700 В и давлении инертного газа (4-6) 10 мм рт.ст.

Изобретение относится к вакуумной металлургии и может быть использовано в микроэлектронике для получения особочистых металлов и сплавов. Целью изобретения является экономия электроэнергии, повышение степени чистоты отливок и технологичности их изготовления. В способе вакуумной плавки в среде инертного газа вакуумную плавку заготовок осуществляют путем их бомбардировки в режиме аномального тлеющего разряда магнетронного типа в магнитном поле с индукцией 0,04 - 0,06 Тл при плотности ионного тока 0,1 - 0,2 А/см², напряжении 400 - 700 В и давлении инертного газа (4 - 6) ^.10^-4 мм рт. ст. 1 табл., 1 ил.