[發明專利]超細晶耐高溫合金盤坯料的制造方法

有效

• 申請號: 201110300657.6
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103008659A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張俊寶;張宇軍;梁永立
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

1.超細晶耐高溫合金盤坯料的制造方法，其包括如下步驟：

1)高溫合金粉末的制備，

高溫合金粉末采用真空熔煉，氬氣或氦氣霧化法制備，使用氬氣或氦氣做為霧化氣體，氬氣或氦氣的純度要求為大于99.999％；制粉工藝中要求高溫合金熔液的過熱度范圍為150℃-250℃，粉末為球形，粒徑范圍為：1-35μm；

2)高溫合金粉末熱處理，

高溫合金粉末制備后，將粉末放入真空氣氛爐中進行熱處理，先在4000-5000Pa氫氣保護下，在300℃-600℃進行還原退火處理；控制最終粉末的氧含量小于20ppm；然后將爐內的氫氣抽出，真空度要求達到10^-3Pa以下；真空度達到后爐溫升至800℃-950℃，保溫2.5-3.0小時，再以25-30℃/min的速度降低到室溫，取出后再真空貯藏備用；

3)高溫合金芯管選擇，

芯管采用高溫合金材料，芯管外徑≥50mm，壁厚≥12.5mm；

4)盤坯料的高溫噴射沉積及復合再結晶，

芯管繞其軸心轉動，采用高壓氣體攜帶高溫合金粉末對轉動的芯管表面進行噴射沉積，在芯管上形成盤坯，芯管轉動速度與盤坯的實時外徑關系為：r＝28.7/d_t

式中，r為轉速，單位為轉/分；d_t為盤坯的實時外直徑，單位為米；

在成形的同時，芯管內通入高壓冷卻水對形成的盤坯進行實時溫度控制，水壓為20～25MPa，高壓冷卻水的溫度為25～60℃；

高溫噴射沉積成形在氣密室中進行，氣密室保持0.01MPa以上的正壓，氧氣分壓低于1.0×10^-1Pa；高壓氣體為惰性氣體，氣體中的氧氣分壓低于1.0×10^-2Pa，氣體的溫度為0.5-0.6T_m，T_m為高溫合金的熔點；

高溫合金粉末的速度為：最低速度為：

υ=2.7Tm·σsρ·R·(Tm-Tr)]]>

式中，ν為高溫合金粉末的速度，單位為m/s；T_m為高溫合金的熔點，單位為K；T_r為室溫，單位為K；σ_s為高溫合金的室溫強度，單位為Pa；ρ為高溫合金的密度，單位為g/cm³；R為高溫合金粉末的平均半徑，單位為米；

高溫合金粉末輸送量為：54-66g/min；噴射沉積點束斑直徑為10±1mm；

隨著盤坯的轉動，在盤坯外表面形成一個沉積環，在沉積點束斑的正對面，采用等離子體對盤坯外表面進行加熱，等離子體加熱點束斑的特征為：噴射沉積點束斑直徑的1.2倍，盤坯表面等離子體加熱點束斑的溫度為0.68-0.72T_m，T_m為高溫合金的熔點；

沉積點束斑沿盤坯圓周軸心線的移動速度為：

υ_p＝6*r，式中υ_P為沉積點束斑移動速度，單位為mm/min；r為轉速，單位為轉/分；

等離子體加熱點束斑沿盤坯圓周軸心線的移動速度為：與沉積點束斑沿盤坯圓周軸心線的移動速度相同，方向相同，始終保證與等離子體加熱點束斑正相對；

5)盤坯料的熱處理，最終形成超細晶組織的耐高溫合金盤坯料。

2.如權利要求1超細晶耐高溫合金盤坯料的制造方法，其特征是，所述的高溫合金粉末粒徑范圍為15μm-30μm。