Сохранение легирующих добавок

В никель, предназначенный для изготовления катодов, вводятся главным образом кремний, углерод, марганец, магний, вольфрам, кобальт. Так как в вакууме не происходит потерь легирующих компонентов за счет окисления, то их сохранение в. основном определяется упругостью пара металлических добавок, временем от момента их введения до разливки плавки, температурой металла и взаимодействием между отдельными компонентами сплава. При хорошем раскислении металла водородом установлено, что такие элементы, как углерод, марганец и кремний, не выгорают, если их содержание не превышает 0,2%. Вольфрам и кобальт вообще не выгорают, так как упругость их пара незначительна, однако потери магния из-за испарения велики. Если магний введен в количестве 0,2%, то при нормальных условиях плавки его останется не более 0,04 i 0,01%. Испарение магния замедляется углеродом, присутствующим в расплаве, хотя это и не установлено окончательно. В работе [3] сообщаются данные о поведении марганца в двойных расплавах.

Кроме улучшения контроля состава сплава, вакуумная плавка позволяет получить очень тонкую проволоку для нитей накала миниатюрных ламп мгновенного прогрева. Эта проволока имеет диаметр 0,025 мм. Вследствие присутствия неметаллических включений в металле, выплавленном на воздухе, протяжка проволоки такого диаметра сильно затруднена, проволока рвется, повышается изнашиваемость фильер. Применение металла, выплавленного в вакууме, позволяет улучшить стойкость фильер и получить проволоку меньшего диаметра.

Раскисление никеля

Проблема раскисления никеля перед введением в него легирующих добавок до настоящего времени еще не получила удовлетворительного решения. Поскольку при плавке на воздухе применяют в качестве раскислителя углерод, то и при вакуумной плавке также решили применить углерод. Установлено, что использование углерода осложняется бурно протекающей реакцией обезуглероживания, сильными выплесками металла, происходящими при разрежении атмосферы над металлической ванной, а также плохой воспроизводимостью постоянного содержания углерода. При введении углерода в предварительно раскисленную ванну кипение и выплески металла все еще имеют место, если только углерод предварительно не дегазирован. Углерод дегазируется нагревом до 1500° в графитовом тигле вакуумной печи до тех пор, пока не прекратится выделение газов. Проблема раскисления жидкого никеля разрешена применением водорода. В течение 10 мин. сплав для катодов выдерживается под водородом при давлении около 20 мм рт. ст. при температуре, на 100° превышающей точку плавления никеля. Молярное отношение водорода к никелю в печном объеме равно 1 10, что значительно превышает количество кислорода, содержащегося в никеле. Эта величина молярного отношения является, по-видимсму, причиной полного раскисления, причем после удаления водорода можно ввести в плавку твердый углерод без малейшего образования газа. Эта операция гораздо эффективнее и проще, чем непрерывная продувка печи водородом. При выполнении такого раскисления в вакуумной печи содержание кислорода в металле на 1—2 порядка меньше по сравнению с концентрацией кислорода при плавке на воздухе.