[發(fā)明專利]一種含有毒蒸汽合金的熔煉方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310241765.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN103334020A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍沖生;肖紅星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金行業(yè)中的合金熔煉方法，具體是一種含有毒蒸汽合金的熔煉方法。

背景技術(shù)

合金，是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過(guò)熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。通常將兩種或兩種以上的金屬元素或以金屬為基添加其他非金屬元素通過(guò)合金化工藝（熔煉、機(jī)械合金化、燒結(jié)、氣相沉積等等）而形成的具有金屬特性的金屬材料叫做合金。

合金的熔煉是研究金屬合金材料性能的必要和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)在合金材料的熔煉上已有成熟的實(shí)驗(yàn)方法并已制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各種不同類型的合金材料熔煉實(shí)驗(yàn)設(shè)備目前也在市場(chǎng)上存出不窮，但針對(duì)合金成分中各元素的熔點(diǎn)差別大，特別是含有毒蒸汽合金組元的合金熔煉實(shí)驗(yàn)方法卻沒有很好的試驗(yàn)方法，也沒有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也未見有專門針對(duì)含有毒蒸汽合金的熔煉設(shè)備。隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展以及高新技術(shù)對(duì)新型材料的要求，含有毒蒸汽合金的熔煉技術(shù)將成為新材料發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供應(yīng)用于一種含有毒蒸汽合金的熔煉方法，解決目前有毒蒸汽合金在熔煉過(guò)程中有毒蒸汽合金組元的揮發(fā)問(wèn)題，達(dá)到精確控制合金組分含量的目的。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種含有毒蒸汽合金的熔煉方法，包括以下步驟：

（A）加工不銹鋼管狀容器，采用耐高溫不銹鋼材料加工出兩端開口的管狀容器、以及與管狀容器相匹配的兩個(gè)端塞，并在管狀容器或其中一個(gè)端塞上加工出一小孔；

（B）將合金組元按合金所需成分進(jìn)行配比，將配比好后的合金組元封裝至不銹鋼管狀容器中，并將端塞與不銹鋼管狀容器焊接牢固；

（C）從加工有小孔的端塞或管狀容器處對(duì)不銹鋼管狀容器內(nèi)部進(jìn)行抽真空處理，隨后進(jìn)行堵口焊接；

（D）將封裝好的待熔煉樣品放置于箱式加熱爐中進(jìn)行加熱，待加熱溫度升高至合金組元中熔點(diǎn)最高的組元對(duì)應(yīng)的熔點(diǎn)，保持該溫度使得合金組元全部熔化；

（E）快速凝固，取下端塞，得到合金塊。

本發(fā)明采用管狀容器作為加熱的客體，而合金組元位于管狀容器內(nèi)，通過(guò)抽真空的方式，可以將融化狀態(tài)下的合金組元與空氣隔絕，從而避免了有毒金屬蒸汽溢出，解決了有毒金屬組元的揮發(fā)問(wèn)題，熔煉之前的合金組元已經(jīng)確定，那么熔煉以后得到的合金成分與裝入的合金組成完全一致，沒有任何組分的損失，使得合金的成分得到精確控制，同時(shí)，與外界隔絕的金屬可以避免氧化等問(wèn)題，避免了合金中引入雜質(zhì)的問(wèn)題，提高了合金的質(zhì)量。

所述步驟（C）中抽真空時(shí)，管狀容器內(nèi)的真空度大于1.0×10^-2Pa。

在所述步驟（C）焊接完以后，還進(jìn)行氦檢漏，首先將封裝有樣品的不銹鋼管狀容器放入一密閉容器內(nèi)，向密閉容器內(nèi)充入4MPa的氦氣并保壓15分鐘，然后將封裝有樣品的不銹鋼管狀容器取出并放入另一密閉容器內(nèi)，對(duì)該密閉容器進(jìn)行抽真空處理，同時(shí)測(cè)量該密閉容器內(nèi)是否有氦氣存在。進(jìn)一步講，為了保證管狀容器內(nèi)的真空狀況，可以采用真空箱根據(jù)氦檢漏的基本檢漏原理，用氦氣作為示蹤氣體，在真空箱內(nèi)將氦氣充入工件，然后通過(guò)氦檢漏儀能高精度、迅速準(zhǔn)確的判斷工件的泄露情況，如果管狀容器內(nèi)保持真空狀態(tài)，則可以進(jìn)行熔煉，否則需要重新抽真空并焊接。

在進(jìn)行步驟（D）時(shí)，還對(duì)不銹鋼管狀容器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。進(jìn)一步講，為了提高合金的均勻性，需要在加熱的過(guò)程中對(duì)不銹鋼管狀容器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，待合金組元樣品完全熔化后保溫2小時(shí)，隨后對(duì)不銹鋼管狀容器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)搖擺1～2分鐘，使合金組元樣品在不銹鋼管狀容器內(nèi)充分混合，重復(fù)上述操作5～6次，即可達(dá)到充分混合的目的。

所述步驟（E）中，快速凝固是指在室溫下水溶液中冷卻。進(jìn)一步講，快速冷卻的目的在于使熔融狀態(tài)下的合金相保留至室溫而不發(fā)生相轉(zhuǎn)變，快速凝固是合金熔煉后的一種冷卻方式，可以根據(jù)需要對(duì)不銹鋼管狀容器不進(jìn)行快速凝固，可選擇其它冷卻方式，如隨爐冷、空冷等。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：