[發(fā)明專利]一種金屬材料的冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010084849.7
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111187928B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊彥紅;周亦胄;孫曉峰;侯桂臣;王新廣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;C22C33/04;C22C38/08;F27B14/10;F27B14/20
• 代理公司: 北京煦潤律師事務(wù)所 11522
• 代理人: 柴明英;梁永芳

1.一種金屬材料的冶煉方法，其特征在于，包括如下步驟：

制作可拆卸的坩堝內(nèi)層：在坩堝本體的內(nèi)壁上安裝多個坩堝內(nèi)層模塊，且多個坩堝內(nèi)層模塊形成可拆卸的坩堝內(nèi)層，得到雙層坩堝；其中，所述坩堝內(nèi)層模塊由對金屬液具有凈化作用的材質(zhì)制成；其中，所述制作可拆卸的坩堝內(nèi)層的步驟，包括：將多個所述坩堝內(nèi)層模塊放置在所述坩堝本體內(nèi)，并與所述坩堝本體的內(nèi)壁貼合，通過堆砌的方式形成所述坩堝內(nèi)層，得到雙層坩堝；所述制作可拆卸的坩堝內(nèi)層的步驟，還包括：對所述雙層坩堝進(jìn)行燒結(jié)處理，以提高所述坩堝本體與所述坩堝內(nèi)層的結(jié)合力；其中，在所述燒結(jié)處理的步驟中：先以15-50℃/分鐘的升溫速率升溫至950-1050℃，保溫0.5-1h后，再以10-30℃/分鐘的升溫速率升溫至1200-1300℃，保溫2-4小時；所述坩堝內(nèi)層模塊的表面粗糙度Ra為3.2-100mm；所述坩堝本體的內(nèi)表面的粗糙度Ra為25-100mm；其中，所述坩堝內(nèi)層模塊的材質(zhì)為對金屬液有凈化作用的氧化物材料；

冶煉金屬材料步驟：將金屬材料放置在所述雙層坩堝中進(jìn)行冶煉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，在所述制作可拆卸的坩堝內(nèi)層的步驟中：

使坩堝內(nèi)層設(shè)有容置槽，且在容置槽中放置含鈣的脫雜凈化劑；其中，

所述含鈣的脫雜凈化劑位于所述坩堝本體的內(nèi)底部上或靠近所述坩堝本體的內(nèi)底部，以在所述冶煉金屬材料步驟中，鈣元素穿過所述坩堝內(nèi)層模塊之間的間隙滲透到金屬液中，凈化金屬液。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

所述含鈣的脫雜凈化劑包括內(nèi)層和外層，所述外層包裹所述內(nèi)層；其中，所述外層為高熔點金屬，所述內(nèi)層為鈣或鈣合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

所述高熔點金屬為鎢、鉭、鉬中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

所述坩堝內(nèi)層模塊的體積不超過100cm³。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

所述氧化物材料的純度大于95％；和/或

所述氧化物材料為氧化鋁材料、氧化鈣材料、氧化鋯材料中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，所述坩堝本體的外壁上開設(shè)有測溫孔；其中，所述測溫孔內(nèi)放置測溫組件，以在冶煉金屬材料的步驟中，對所述雙層坩堝內(nèi)的金屬材料進(jìn)行實時測溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

所述測溫組件包括熱電偶；和/或

所述測溫孔的直徑不大于20mm；和/或

所述測溫孔為盲孔或所述測溫孔為貫穿所述坩堝本體的壁的通孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，所述冶煉金屬材料的步驟，包括：

熔煉：將金屬材料放置于所述雙層坩堝中，對金屬材料進(jìn)行真空熔煉；

除氧：待金屬材料熔化后，在0.05～10Pa的真空度下，使金屬液沸騰1-25min，以通過真空碳反應(yīng)形成CO降低金屬液的氧含量；

凈化雜質(zhì)：對所述金屬液進(jìn)行凈化雜質(zhì)操作；

澆注：將凈化雜質(zhì)后的金屬液進(jìn)行澆注處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，

在所述熔煉的步驟中，雙層坩堝中的金屬材料放置量滿足：金屬材料熔化成金屬液后，金屬液與坩堝口的距離不小于200mm。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬材料的冶煉方法，其特征在于，在所述熔煉的步驟中，真空度為10-150Pa。