浅谈有色金属材料的真空冶金

浅谈有色金属材料的真空冶金

高春鹰

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摘要：有色金属真空冶金技术水平的提高，进一步推进了有色金属真空冶金产业发展，作为相关技术人员，应结合具体的技术方法，科学的制定更加完善的有色金属真空冶金流程，从而提高有色金属真空冶金效率，进一步为有色金属真空冶金技术的发展奠定基础，希望通过以上阐述，能全面加强实践研究水平。

关键词：有色金属；真空冶金；技术分析

一、有色金属真空冶金技术的基本特征

（一）金属在反应阶段受气体影响，按照金属的反应规律，确保特定状态下可以进一步降低气体造成的影响，使金属冶金的效果得到提高；

（二）真空体系可以确保内外部形成相应的流动，在特定环境下密度水平较高，因为降低了大气造成的影响，所以在分隔的同时可以形成独特的真空体系，利用相应的管道或泵体抽走其中的气体，形成真空环境，进而利用对应的冶金技术，能够更高效的冶金，使内外部物质流动得以控制；

（三）降低生产过程中造成的污染。金属铝冶金过程会产生一定的废弃物和污染物，此时将金属投入到真空环境中，可以消除或降低污染物的出现，使金属材料在特定空间内通过置换产生有色金属，也降低了燃料燃烧造成的环境污染比例。

二、有色金属真空冶金技术的开发技术

（一）真空还原技术

按照化学反应的规律，冶金技术实际上是通过氧化还原反应，利用铝或者碳等物质与金属氧化物发生化合反应，最终通过置换的方式得到金属，如果反应过程中能够确保环境处于真空状态，能够有效降低金属本身的温度，从而使冶金过程变得更加容易，比如：利用五氧化二磷碳还原操作，在正常环境下，会因环境温度限制而生成碳化铌，并且在发生反应过程中，温度会上升至两千九百卡。其他金属物质与五氧化二磷发生反应的特征基本相同。通过对比发现，在真空状态下同样可以利用碳或者碳化物还原碱金属。

（二）真空脱气技术

在真空状态下，可以使金属发生反应，使液态金属中的有害气体脱离。脱气以后的金属在以后的反应过程中不会产生有害气体，并且对金属本身的结构不会产生影响。为了使反应过程中金属的物理特性和化学特性不会发生改变，也为了降低杂质的出现，通过真空脱气的方法可以明显提高金属本身的质量和成色，在机械性能和物理性能方面也会产生相应的变化，这是比较常用且有效的真空冶金方式之一。按照传统有色金属的冶炼技术，在特定环境下金属需要燃烧才会发生反应，而燃烧以后产生的二氧化碳和硫化气体都属于污染物，不直接排放到大气环境中，则不会出现环境污染问题。真空脱气技术对金属冶炼有着一定的促进作用，避免出现有毒有害的气体，因此真空环境下冶炼金属是比较可行且高效的一种方法。

（三）真空蒸馏技术

真空蒸馏是通过对特定工艺进行更改，使金属内杂质得到明显降低的一种方法。目前金属提炼应用多种技术，为了提高纯度，在蒸馏过程中金属会发生化学迁移。特定的气体物质和金属发生反应后形成化合物，之后将化合物转换到其他物质中，使化合物本身出现逆反应，最终获得较高纯度的金属物质，并产生相应的气体产物。

真空蒸馏分离方法同样需要借助真空状态，当特定金属在蒸汽压力作用下形成分离过程中，由于相应环境的变化使金属本身的纯度得以提高，但这种方法需要借助相应的感应炉或电阻炉，有效控制反应过程的变化系数，最终获得相对稳定产量的有色金属。真空蒸馏技术是常见的有色金属真空冶金技术方式，该技术的不断发展，为了色金属真空冶金提供了有效的技术保证，技术人员在应用改技术过程，要明确该技术工艺，重视加强实践应用研究能力，从而保证色金属真空冶金质量。

（四）真空烧结技术

真空烧结技术是在真空状态下，将合金或金属化合物以及相应的粉末处于特定温度中进行反应，使金属和气体之间产生相互依附的变化状态。此时需要注意，为了维持相对稳定的反应过程，要有效控制或降低真空烧结温度，将温度控制在100~150℃之间是比较稳定的状态，在这个温度区间中金属提取过程所消耗的能量更低，同时纯度也会有所提升。

真空烧结设施也需要进行定期的检查和维护，避免在金属演练过程中因设备问题而降低金属品质。随着真空烧结技术的进一步应用，加强了有色金属真空冶金质量，利于提高生产效率，作为技术人员，要提高对于真空烧结技术研究能力，从而采取不断创新真空烧结技术应用，全面提高有色金属冶金质量。

三、有色金属真空冶金技术的应用策略

（一）新型电子束熔炼

电子束熔炼是金属冶制过程中，通过高压电场控制方式，使金属本身的活性增强，让金属在冶炼过程中内部离子变化速度更高，从而使金属的品质得到提升，但这种冶炼方法所需能耗较高，同时金属的产能会受到限制，并且需要在真空环境中完成，因此存在相应的技术难点问题。电子束熔炼主要涉及三种优势：

1、通过熔炼方法去除金属中的有毒气体，在电子熔炼环境下，金属所处温度相对稳定并且处于真空状态，其中的氢气和氮气能够迅速向外扩张；

2、有效控制金属中的杂质，金属蒸汽压升高能够提高杂质的挥发速度。使金属在冶炼过程中不会因杂质过多而降低品质，最终获得纯度更高的金属材料；

3、去除非金属杂质，非金属杂质混合在金属物质中，同样经过氧化还原反应而形成特定的物质，在真空状态下能够有效被分解，从而产生氧气，降低对自然环境的破坏。在真空状态下温度较高氧元素会被去除，所以电子束熔炼的整体时间较长，并且熔炼会根据一定的顺序进行，产生的精炼金属密度也会出现分层状况，进而更利于非金属杂质的去除。

（二）冷坩埚真空感应熔炼炉

冷坩埚真空感应熔炼是提炼合金的有效方法，它通过对水体进行合理的控制，利用水冷分瓣方法冶炼金属，其优势是能够有效降低导电性，对冶炼过程造成的屏蔽影响。在水冷状态下坩埚的温度能够有效控制，并避免液态金属发生反应等问题。冷坩埚真空感应熔炼技术分析出以下几点优势：

1、该方法能够避免铜质之间出现直接接触，消除了金属材料产生的污染问题，还有对坩埚温度的整体控制更加合理，能够按照反应过程调节反应速率，使最终的结果变得可控；

2、金属在受热状态下会产生一定的性质变化，温度是使金属充分混合后发生更好反应的基础，而金属品质的提升与冷坩埚真空技术应用有直接关联；

3、冷坩埚真空熔炼技术能够及时排除金属中的多余空气，并在压强得到控制的前提下，降低对环境造成的污染。通过对特定位置进行有效的温度集中升高方法，使单位时间内产生的金属量更高，消耗的能源较低，并避免对环境造成污染，是一种比较可行的冶金方法。因此，在有效的应用该技术过程，要结合具体实际，优化技术方案，科学的进行技术改进与创新，从而提高冷坩埚真空感应熔炼炉的应用水平，有效的推进有色金属真空冶金技术长效发展。

结束语

综上所述，真空冶金技术自出现后，以其冶炼金属纯度高、对环境影响小、消耗能源低等优点而受到广泛的重视。且随时代发展，真空冶金技术不断进步，向规模化、自动化发展，在工业中应用也愈加广泛，已成为新型材料制造的主要手段。作为相关技术人员，应结合具体的技术方式，科学的进行技术研究，从而不断加强有色金属真空冶金技术的应用效率。

参考文献

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