[發(fā)明專利]一種用于壓制板材的蒙乃爾合金的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910628640.X
• 申請(qǐng)日: 2019-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN110257650A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋皓萌;陳潔;高暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西寶銳金屬有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C1/03;C22C19/03;F27B14/10;C04B35/043
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 杜娟

本發(fā)明公開了一種用于壓制板材的蒙乃爾合金的制備方法，按照以下過程實(shí)施：步驟1：配制蒙乃爾合金原料，步驟2：制備熔煉合金用的耐火材料坩堝，步驟3：采用真空感應(yīng)熔煉爐進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，得到蒙乃爾合金鑄錠，步驟4：對(duì)鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，將頭部疏松、空洞部分切除，再將表面車光至無氧化皮，步驟5：真空自耗重熔，步驟6：通過車床機(jī)加工去除蒙乃爾合金鑄錠表面層；本發(fā)明方法保證了合金成分的精確，又避免了金屬元素氧化問題，后續(xù)的真空自耗重熔過程進(jìn)一步降低了成分偏析，提高了合金的組織均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于壓制板材的蒙乃爾合金的制備方法。

背景技術(shù)

蒙乃爾合金屬于鎳基合金中的一種，其主要組元是Ni和Cu，除了主元素Ni和Cu外，通常還含有其它多種合金元素，如鐵、錳、硅、鋁、硫、碳等，它們起到固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化等作用，并且對(duì)鹵族元素及其化合物、非氧化性酸、堿、鹽等具有良好的耐腐蝕性，也能承受氫氟酸、醋酸、還原性無機(jī)酸、有機(jī)酸等介質(zhì)的腐蝕；同時(shí)，蒙乃爾合金還具有成型性好、易切削加工、易焊接等優(yōu)良的綜合性能。1906年蒙乃爾合金由美國(guó)國(guó)際鎳公司開發(fā)成功，典型化學(xué)成分為Ni：70wt％和Cu：30wt％，目前是鎳基耐蝕合金中應(yīng)用最廣泛的一類合金材料。例如，蒙乃爾合金在石油和天然氣行業(yè)領(lǐng)域中被廣泛用作推油桿材料，以及制備成其它油井工具和儀器等；制作的艦船用蒙乃爾合金螺旋槳軸和掃雷艇錨纜，在海水中顯示良好的抗疲勞及耐腐蝕性能。目前，隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，很多蒙乃爾合金零件需要在高溫、高壓、腐蝕環(huán)境下長(zhǎng)期、可靠、安全的使用，因此，對(duì)蒙乃爾合金產(chǎn)品的性能要求越來越高。

但是，蒙乃爾合金在非真空環(huán)境中熔煉，高溫熔煉過程中合金極易氧化、吸氣，導(dǎo)致合金中形成大量的氣孔或在晶界上生成大量夾雜物，嚴(yán)重降低合金性能，除了主組元易氧化外，高溫下蒙乃爾合金還會(huì)大量溶解H₂和CO氣體；為了解決上述工藝問題，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)主要采用改進(jìn)熔煉工藝和添加微量元素的方法來提高合金的性能，但是在研究及生產(chǎn)過程中使用的設(shè)備仍然以非真空中頻感應(yīng)爐為主要，通過添加微量元素以達(dá)到對(duì)合金進(jìn)行精煉和變質(zhì)處理，以提高合金綜合性性能。例如，華中科技大學(xué)韋世鶴等人研究表明，嚴(yán)密覆蓋和有效精煉有助于降低蒙乃爾合金含氣量、減少有害夾雜物，提高機(jī)械性能和耐蝕性能；上海交通大學(xué)張惠強(qiáng)等人發(fā)現(xiàn)微量Mg、Cr和Co對(duì)Monel K-500合金的高溫塑性具有明顯的改善作用，實(shí)驗(yàn)合金在高溫下表現(xiàn)出一定的超塑性，這是由于微量Mg的加入可以提高晶界結(jié)合力，改善高溫塑性；但其他性能未有明顯的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于壓制板材的蒙乃爾合金的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備的蒙乃爾合金氣體含量高、塑性較差、存在較多有害夾雜物的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于壓制板材的蒙乃爾合金的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1，配料：按照蒙乃爾合金牌號(hào)中成分范圍的要求進(jìn)行配料；

步驟2，制備熔煉合金用的耐火材料坩堝

將耐火材料混合均勻，放入中部插入石墨芯的模具中，且模具置于感應(yīng)圈內(nèi)，打結(jié)成型為圓桶形的半成品坩堝，送電感應(yīng)加熱石墨芯對(duì)半成品坩堝進(jìn)行烘烤，得到表面致密的坩堝，烘烤結(jié)束后，抽去石墨芯，清理表面致密的坩堝內(nèi)部，將用于洗爐的鎳銅合金放入清理后的坩堝中熔煉一次，得到成品坩堝；

步驟3，采用真空感應(yīng)熔煉爐進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉

將步驟1配料的蒙乃爾合金放入到經(jīng)步驟2制備的熔煉坩堝中，開動(dòng)機(jī)械泵對(duì)感應(yīng)熔煉爐抽真空，真空度達(dá)到2Pa～5Pa后，啟動(dòng)羅茨泵對(duì)設(shè)備抽高真空，當(dāng)真空度達(dá)到1×10^-1Pa后，啟動(dòng)熔煉電源熔煉合金，至完全熔化后，充氬氣進(jìn)行精煉，精煉結(jié)束后，將熔化的蒙乃爾合金澆鑄到鋼錠模內(nèi)進(jìn)行冷卻室溫、脫模，得到蒙乃爾合金鑄錠；