[發(fā)明專利]一種控制電子傳輸路徑促進(jìn)電子束精煉高溫合金脫硫的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011583220.3
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112746179B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚毅;李毅;游小剛;李鵬廷
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C22B9/22
• 分類號: C22B9/22;C22C1/06;C22C19/05
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

1.一種控制電子傳輸路徑促進(jìn)電子束精煉高溫合金脫硫的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、高溫合金原材料的預(yù)處理：

S11、所述原材料為真空感應(yīng)熔煉制備的FGH4096合金；

S12、利用線切割車床將所述原材料切割成尺寸為60×20×20mm的塊體；

S13、使用砂輪機對切割后的所述原材料進(jìn)行打磨拋光，去除表面的夾雜粘連和氧化皮雜質(zhì)，確保所述原材料表面光亮清潔；

S14、分別使用丙酮和酒精對打磨后的所述原材料進(jìn)行超聲清洗，去除所述原材料表面粘附的油污雜質(zhì)；

S15、超聲清洗完畢后，將清洗后的所述原材料放置于烘干箱中的燒杯中，期間防止粘附灰塵和其它雜質(zhì)，在80℃溫度條件下烘干10min，待電子束精煉使用；

S2、電子束精煉提純高溫合金：

S21、對水冷銅坩堝進(jìn)行清理；

S22、對電子束熔煉爐爐體及爐壁進(jìn)行清理；

S23、將預(yù)先加工好的石墨套放置在水冷銅坩堝內(nèi)部，將底部全開口的氧化鈣內(nèi)襯套放置在石墨套內(nèi)部，使水冷銅坩堝、石墨套和氧化鈣內(nèi)襯套保持緊密配合；

S24、將預(yù)處理后的所述原材料放置在無污染的水冷銅坩堝中，確定一切準(zhǔn)備工作就緒且爐體清潔后關(guān)閉爐門準(zhǔn)備精煉；

S25、對電子束熔煉室和電子槍室進(jìn)行真空預(yù)抽，達(dá)到目標(biāo)真空度；達(dá)到目標(biāo)真空度后，對電子槍進(jìn)行預(yù)熱；

S26、預(yù)熱完畢后，以電子束環(huán)形掃描路徑熔煉所述原材料；

S27、待所述原材料完全熔化后，對所述原材料進(jìn)行精煉20min，利用氧化鈣內(nèi)襯套控制電子束傳輸路徑，進(jìn)行雜質(zhì)和夾雜物的分解和蒸發(fā)去除；

S28、精煉過程完畢后，進(jìn)行大尺寸夾雜物在鑄錠表面最后凝固區(qū)的富集；

S29、關(guān)閉電子槍高壓，將鑄錠在水冷銅坩堝中充分凝固并冷卻；

S210、待爐體和鑄錠冷卻2 h后，泄掉真空壓力，打開電子束熔煉室艙門，將合金鑄錠和坩堝內(nèi)襯套分離，切割去除鑄錠表面最后凝固區(qū)域的夾雜物富集部分，得到高純的FGH4096高溫合金鑄錠；

所述步驟S27的具體步驟如下：

待水冷銅坩堝中FGH4096合金完全熔化后，以30 mA/min的速率緩慢降低束流至350mA，保持該參數(shù)以電子束環(huán)形掃描路徑對FGH4096母合金進(jìn)行精煉20min，通過使用氧化鈣內(nèi)襯套，使得電子束沿熔池表面向坩堝底部傳輸，減少坩堝側(cè)壁傳輸損失，增強電子束誘導(dǎo)形成的電磁場強度，促進(jìn)高溫合金熔體中的揮發(fā)性S雜質(zhì)和含硫夾雜物在電磁力、重力、浮力和流體力共同作用下向著熔體表面電子束下方移動，提升雜質(zhì)和夾雜物的分解和蒸發(fā)去除效率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電子傳輸路徑促進(jìn)電子束精煉高溫合金脫硫的方法，其特征在于，所述步驟S21的具體步驟如下：

使用400#、1000#和2000#砂紙對水冷銅坩堝進(jìn)行打磨清理，然后使用沾有酒精的棉布擦拭水冷銅坩堝，保證水冷銅坩堝清潔無污染后，使用吹風(fēng)機進(jìn)行烘干，確保水冷銅坩堝清潔干燥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電子傳輸路徑促進(jìn)電子束精煉高溫合金脫硫的方法，其特征在于，所述步驟S22的具體步驟如下：

使用粗砂紙和刷子清理電子束熔煉爐爐體及爐壁污染物，然后將碳?xì)指采w在水冷銅坩堝周圍易迸濺位置上，防止電子束精煉過程中合金熔滴的迸濺對設(shè)備造成損害。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電子傳輸路徑促進(jìn)電子束精煉高溫合金脫硫的方法，其特征在于，所述步驟S25的具體步驟如下：

打開冷卻水、空壓機以及電子束精煉設(shè)備電源，確認(rèn)各水冷裝置沒有漏水以及設(shè)備運行正常之后，將電子束熔煉室和電子槍室進(jìn)行抽真空，其中熔煉室的真空度要求小于5×10^-2 Pa，電子槍室的真空度要求小于5×10^-3 Pa；

電子束熔煉室和電子槍室達(dá)到目標(biāo)真空度后開啟電子槍，調(diào)整其束流大小為120 mA，保持該參數(shù)對電子槍預(yù)熱12分鐘。