[發明專利]一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法

有效

• 申請號: 201710756120.8
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107574322B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 譚毅;趙龍海;尤啟凡;游小剛
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B9/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

1.一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于具有如下步驟：

S1、原料準備

S11、預處理：將VIM熔煉得到的鑄錠作為電子束熔煉的原料；在進行熔煉之前將原料的表面進行打磨，去除原料表面的切割痕跡、油污、雜質及缺陷；最后在超聲清洗機中用酒精將原料清洗干凈；

S12、加料：將預處理完的一定量原料作為熔煉所需要的原料加入熔煉腔內的精煉水冷銅坩堝中，其余置于加料機構上；

S2、熔煉準備

S21、真空預抽：加料完畢后，關閉爐門進行真空預抽；

S22、抽高真空：真空預抽完畢，對熔煉腔內、第一電子槍槍體和第二電子槍槍體抽高真空；

S23、燈絲預熱；

S3、熔煉

燈絲預熱完畢后通過控制臺開啟第一電子槍開始熔煉，以5～10mA/s速度緩慢增加第一電子槍束流至所定工藝，所定工藝為第一電子槍熔煉功率為9～15kW，第一電子槍束斑設定值為10×10，第一電子槍束斑大小為φ5mm～φ50mm；

控制第一電子槍束斑運動軌跡使精煉水冷銅坩堝中的原料完全融化，此時開始熔煉計時，當第一電子槍熔煉時間達到2.5～15min時，緩慢降低第一電子槍束流大小及束斑大小的同時，將精煉水冷銅坩堝中的熔體緩慢倒入凝固水冷銅坩堝中，并開啟第二電子槍開始對凝固水冷銅坩堝中的熔體進行熔煉，以5～10mA/s速度緩慢增加第二電子槍束流至所定工藝，所定工藝為第二電子槍熔煉功率為9～15kW，第二電子槍束斑設定值為10×10，第二電子槍束斑大小為φ5mm～φ50mm；

精煉水冷銅坩堝中的熔體緩慢倒入凝固水冷銅坩堝的過程中，第一電子槍束斑始終在熔體上，并保持其液態；

當精煉水冷銅坩堝中的熔體完全倒入凝固水冷銅坩堝時，第一電子槍束流立即降為0，并恢復第一電子槍束斑大小至設定值10×10，同時開始計時，并將精煉水冷銅坩堝恢復熔煉時的位置，開啟加料裝置，加入熔煉所需要的原料；當第二電子槍熔煉時間達到2.5～15min時，瞬時將第二電子槍束流降到0，使凝固水冷銅坩堝中的熔體凝固；之后打開第一電子槍，開始對精煉水冷銅坩堝中的原料熔煉；

S4、重復步驟S3，直至得到所需尺寸的合金。

2.根據權利要求1所述的一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于：所述步驟S21中，當所熔煉的原料不易氧化時，在熔煉腔內真空度≤10Pa時，真空預抽完畢；

當所熔煉的原料容易氧化時，在熔煉腔內真空度<8Pa時，暫停抽真空，并向熔煉腔內通入一定量的氬氣，當其內氣壓不在變化時，停止通氣，再次進行真空預抽，此過程進行多次后，真空預抽完畢。

3.根據權利要求1所述的一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于：所述步驟S22中，抽高真空后，熔煉腔內真空度＜5×10^-2Pa，第一電子槍槍體和第二電子槍槍體真空度＜5×10^-3Pa。

4.根據權利要求1所述的一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于：所述第一電子槍熔煉時間等于所述第二電子槍熔煉時間。

5.根據權利要求1所述的一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于：開啟第二電子槍的時間為將精煉水冷銅坩堝中的熔體倒入凝固水冷銅坩堝中，熔體覆蓋住凝固水冷銅坩堝底面或覆蓋住凝固水冷銅坩堝中已凝固的合金表面。

6.根據權利要求1所述的一種電子束熔煉技術高純化制備鎳基高溫合金的方法，其特征在于：每次加入所述熔煉所需要的原料要保證其熔融態傾倒至凝固水冷銅坩堝后的厚度一致且厚度在3～10mm之間。