[發(fā)明專利]鎳基鑄造高溫合金的真空冶煉工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711049516.5
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107739892B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雷;袁超;董騫騫;殷鳳仕;劉玉廷;王光華;楊玲;田發(fā)新
• 申請（專利權(quán)）人: 山東瑞泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C19/05;C22C1/06;C22C1/02
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明涉及合金冶煉工藝，具體涉及一種鎳基鑄造高溫合金的真空冶煉工藝。所述的冶煉工藝，是將占鎳基鑄造高溫合金總含碳質(zhì)量1/3的石墨加入到真空爐坩堝內(nèi)，置于坩堝最底部，再加入鎳基鑄造高溫合金所有元素冶煉至全部熔化形成金屬熔液；溫度升至1570～1590℃，向坩堝內(nèi)加入1/3的石墨，精煉；溫度升至1550～1570℃，加入剩余的石墨進(jìn)行精煉；降溫，溫度降至1360～1380℃；加入金屬鈣脫氧；降溫，溫度降至1360～1380℃；升溫，溫度升至1450～1470℃時，進(jìn)行澆注。本發(fā)明達(dá)到了純凈合金熔液，減少合金元素的偏析，提高合金力學(xué)性能、高溫使用性能和使用壽命的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金冶煉工藝，具體涉及一種鎳基鑄造高溫合金的真空冶煉工藝。

背景技術(shù)

高溫合金材料一般含有大量的鈷、鎳、鉻等貴重金屬元素，通過冶煉凈化技術(shù)可降低原材料中的金屬夾雜物數(shù)量，提高合金的力學(xué)性能，生產(chǎn)出符合新型戰(zhàn)斗機(jī)、大型艦船所需的合格零部件。

高溫合金真空冶煉的技術(shù)難點在于，嚴(yán)格控制合金中的氣體含量(氧，氮，氫)，降低合金中的有害雜質(zhì)含量，減少合金元素的偏析，提高合金熔液的純凈度，從而達(dá)到提高合金的使用性能和壽命。然而，真空冶煉過程是一個十分復(fù)雜的熱加工工藝過程，任何一個工藝步驟的設(shè)計都會對合金的氣體含量，雜質(zhì)含量以及合金的性能有重要影響。

合金中的O，N，S在合金溶液中會形成非金屬夾雜物，如(Al₂O₃)，(Ti，Ta)C/N，(Ti，Ta)S。合金中非金屬夾雜物的多少和形態(tài)都會對合金綜合性能有重大影響。此外合金熔液的純凈度是衡量母合金錠質(zhì)量和制造水平的重要指標(biāo)。真空冶煉中是以碳為主要脫氧元素，由于碳的分解反應(yīng)而達(dá)到將金屬溶液的氧脫除，從而達(dá)到減少合金中的氣體含量，純凈金屬溶液提高合金質(zhì)量的目的。隨著碳脫氧反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化碳?xì)怏w的溢出，將合金中的氫、氮有害氣體帶出。氧含量越低，金屬熔液更易蒸發(fā)，合金中的低熔點有害雜質(zhì)元素也易于排除。

因而，脫氧是真空冶煉過程的一個關(guān)鍵步驟，脫氧效果直接決定了合金中的有害雜質(zhì)含量，決定著能否提高合金的使用性能和壽命。

專利CN 105624473 A中公開了一種高溫合金的真空冶煉工藝，通過兩步碳脫氧、金屬鈣脫氧、冷凍金屬溶液的方式脫除合金液中的有害氣體，進(jìn)而降低合金中有害雜質(zhì)的含量，制備的合金在中低溫下具有良好的綜合性能，因此被廣泛用于制造航空航天渦輪盤和葉片等高溫合金結(jié)構(gòu)件。但是隨著航空發(fā)動機(jī)，特別是燃?xì)廨啓C(jī)部件飛速發(fā)展對合金提出更高的要求，目前，國內(nèi)高溫合金材料生產(chǎn)的精密鑄件合格率較低，因此不斷改進(jìn)合金的冶煉和凈化技術(shù)，才能不斷的滿足現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)和艦船的需要，所以合金的冶煉工藝和合金化的處理技術(shù)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有害氣體脫除效果好、提高合金熔液的純凈度，減少合金元素的偏析，提高合金力學(xué)性能、高溫使用性能和使用壽命的鎳基鑄造高溫合金的真空冶煉工藝。

本發(fā)明所述的鎳基鑄造高溫合金的真空冶煉工藝，包括以下步驟：

(1)第一步碳脫氧：

將占鎳基鑄造高溫合金總含碳質(zhì)量1/3的石墨加入到真空爐坩堝內(nèi)，置于坩堝最底部，再加入鎳基鑄造高溫合金所有元素冶煉至全部熔化形成金屬熔液；

(2)第二步碳脫氧：

溫度升至1570～1590℃，向坩堝內(nèi)加入1/3的石墨，精煉；

(3)第三步碳脫氧：

控制溫度1550～1570℃，加入剩余的石墨進(jìn)行精煉；

(4)降溫脫氣：

降溫，溫度降至1360～1380℃；

(5)金屬鈣脫氧：