[發明專利]高鉻K4648鎳基鑄造合金返回料的熔煉方法

有效

• 申請號: 201110296306.2
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102312113A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 滿延林;王宇飛;倪偉;于海濤;王鴻光
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;C22B7/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種高鉻K4648鎳基鑄造合金返回料的熔煉方法。

背景技術

高鉻K4648鎳基鑄造合金是一種新型的高鉻時效強化鎳基鑄造高溫合金，鉻含量高達32~35%，在高溫下不僅具有較高的強度，而且具有優異的抗氧化和抗腐蝕性能，主要用于制作在1000℃以下工作的航空發動機用導向葉片，或整鑄導向類精鑄件，以及其他承受高溫下中等壓力、抗氧化和抗熱腐蝕要求較高的零部件。

高鉻K4648鎳基鑄造合金在航空發動機精鑄件的生產過程中用量較大，且合金的利用率約為22%，產生大量的澆注系統廢料和部分廢鑄件，由于合金中的Ni、W、Mo、Nb等都屬于昂貴金屬，因此如何回收利用這些廢料是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種高鉻K4648鎳基鑄造合金返回料的熔煉方法，針對高鉻K4648鎳基鑄造合金的精鑄件在生產過程中產生的廢料量較大的問題，通過將廢料重新熔煉并調節成分，重新制成高鉻K4648鎳基鑄造合金。

本發明的方法按以下步驟進行：

1、將高鉻K4648鎳基鑄造合金在制備鑄件時產生的返回料和/或廢鑄件進行滾磨和吹砂處理，去除表面的銹蝕、模殼和雜質；

2、將經過表面吹砂處理的返回料和/或廢鑄件置于真空熔煉爐中，在真空條件下加熱至1530±10℃，待全部返回料和/或廢鑄件熔化后在1530±10℃和真空條件下進行第一次精煉20~40min，第一次精煉結束后停止加熱自然降溫至金屬液表面結膜；將結膜的物料加熱至1450±10℃沖膜，然后進行澆注獲得一次料錠；

3、分析一次料錠的成分；

當一次料錠的成分符合按重量百分比含Cr32~35%，Mo2.3~3.5%，Al0.7~1.3%，Ti0.7~1.3%，W4.3~5.5%，Nb0.7~1.3%，C0.05~0.08%，B0.002~0.004%，Ce0.01~0.03%，Ca0.01~0.02%，Y0.02~0.04%，余量為Ni時，將一次料錠與高鉻K4648鎳基鑄造合金混合置于真空熔煉爐中，混合比例按高鉻K4648鎳基鑄造合金占一次料錠與高鉻K4648鎳基鑄造合金總重量的30~60%；在真空條件下加熱至1530±10℃，待全部物料熔化后在1530±10℃和真空條件下進行第二次精煉35~45min，然后停止加熱自然降溫至金屬液表面結膜；將第二次精煉后結膜的金屬液加熱至1450±10℃沖膜，然后澆注獲得二次料錠，制成高鉻K4648鎳基鑄造合金；

當一次料錠的成分超出上述范圍時，準備CrB、Mo、Al、Ti、W、Nb、C、Ce、Ca和/或Y作為調節成分用料，要求調節成分用料與一次料錠混合后的總成分符合上述成分范圍；先將一次料錠和高鉻K4648鎳基鑄造合金混合置于真空熔煉爐中，其中高鉻K4648鎳基鑄造合金占調節成分用料、一次料錠和高鉻K4648鎳基鑄造合金總重量的30~60%；在真空條件下加熱至1530±10℃，待全部物料熔化后在1530±10℃和真空條件下進行第二次精煉35~45min，然后停止加熱自然降溫至金屬液表面結膜；將第二次精煉后結膜的金屬液在真空條件下加熱至1500±10℃沖膜，然后加入調節成分用料，待全部物料熔化后自然降溫至金屬液表面結膜；將加入調節成分用料后結膜的金屬液加熱至1450±10℃沖膜，然后澆注獲得二次料錠，制成高鉻K4648鎳基鑄造合金；

所述的高鉻K4648鎳基鑄造合金成分按重量百分比含Cr32~35%，Mo2.3~3.5%，Al0.7~1.3%，Ti0.7~1.3%，W4.3~5.5%，Nb0.7~1.3%，C0.03~0.10%，B0.002~0.008%，Ce0.01~0.03%，Ca0.01~0.02%，Y0.01~0.04%，余量為Ni。

上述的步驟2中熔體進行澆注時，采用三層陶瓷過濾網對熔體進行過濾，第一層陶瓷過濾網的規格為10~12PPI，第二次陶瓷過濾網的規格為10~12PPI，第三層陶瓷過濾網的規格為10~15PPI，第一層和第二層陶瓷過濾網之間的間距為50~80mm，第二層和第三層陶瓷網之間的間距為80~100mm。

上述的步驟2中，所述的加熱至1530±10℃，控制升溫時間為95~140min。

上述的步驟3中，所述的加熱至1530±10℃，控制升溫時間為100~150min。

上述的步驟2中，所述的在真空條件下加熱至1530±10℃，是指真空度≤10.6Pa；在1530±10℃和真空條件下進行第一次精煉，是指真空度≤1.33Pa。