[發明專利]一種低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷合金電渣重熔電極制造方法

有效

• 申請號: 202111489599.6
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114317996B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 李飛揚;張鵬;孫立國;高銳;王志剛;秋立鵬;李寧;王樹財;谷強;韓魁
• 申請（專利權）人: 撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B9/187
• 分類號: C22B9/187;C22C33/04;C22C38/44;C22C38/52;B22D7/00
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 孫宇宏

本發明公開一種低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷合金電渣重熔電極制造方法，通過采用非真空感應爐+LF爐+VOD爐冶煉工藝，既解決真空感應爐冶煉成本高，又解決高鈦低鋁鎳鈷基合金電渣重熔電極在非真空感應爐大氣下冶煉，對標準規格窄的鋁、鈦元素收得率不穩定，控制難度大，以及冶煉后期大量補加金屬鈦，氫、氧、氮等氣體含量容易高出標準規格上限等問題，進而獲得氣體含量低，鋁、鈦等易氧化元素合格的高鈦低鋁鎳鈷基合金電渣重熔電極。本發明的有益效果：最終成功冶煉氫含量不大于0.0003％、氧含量不大于0.0025％、氮含量不大于0.0060％、鈦含量在3.05％～3.15％、鋁含量在0.10％～0.15％的低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷基高溫合金電渣重熔電極。

技術領域

本發明屬于耐熱合金制造領域，具體涉及采用非真空感應爐+LF爐+VOD爐工藝生產的一種低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷合金電渣重熔電極的制造方法。

背景技術

本合金為低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷基高溫合金，合金中加入鉻、鉬元素進行固溶強化，加入高鈦、低鋁元素形成γ＇時效強化相，同時鈷元素使鈦、鋁在固溶體中的溶解度降低，促使γ＇相析出量增加，從而提高γ＇相的穩定性，降低γ＇相的堆垛層錯能。本合金具有優異的抗應力松弛性能和抗蠕變性能，缺口敏感性低。主要用于制作汽輪機或航空發動機高溫螺栓、汽封彈簧片、密封環、銷釘等關鍵零件。由于本合金氣體含量要求低，易氧化元素鈦含量高且規格窄，脫氧元素鋁含量低，若合金電極質量控制不好，難以電渣冶煉出成分合格、質量穩定的電渣錠。為保證合金電渣重熔電極成分合格及較低的氣體含量，普遍采用真空感應爐冶煉電渣重熔電極。真空感應爐冶煉電渣重熔電極由于在高真空下進行，元素燒損較少，成分及氣體相對穩定，但由于真空感應爐對入爐原材料氧、氮等氣體含量，硫、磷等雜質元素含量及表面質量等要求嚴格，原材料成本相對較高；另由于真空感應爐坩堝相對較小，裝鐵遍數多，過程調料、測溫及取樣等都需要反復對加料室進行充氣和抽真空操作，單爐冶煉時間長，生產效率相對低下，噸鋼生產成本相對較高。而大噸位非真空感應爐除對原材料雜質磷要求嚴格外，對入爐原材料氣體、雜質硫及表面質量等要求相對較寬松，原材料成本相對較低，且裝料，測溫、調料及取樣等均在常溫常壓下進行，操作相對簡便快速，生產效率相對較高。但由于非真空感應爐沒有氬氣攪拌系統、真空系統等鋼水精煉系統，合金成分精準控制及氣體氫、氧、氮的脫除相對困難，為此利用LF爐和VOD爐的精煉功能，實現合金成分的精確控制和降低氣體含量的目的，因此研發非真空感應爐+LF爐+VOD爐冶煉新工藝冶煉合金電渣重熔電極。目前國內外尚無采用非真空感應爐+LF爐+VOD爐工藝冶煉合金電渣重熔電極的公開資料。

發明內容

本發明公開一種低氣體含量高鈦低鋁鎳鈷合金電渣重熔電極制造方法，通過采用非真空感應爐+LF爐+VOD爐冶煉工藝，既解決真空感應爐冶煉成本高，又解決高鈦低鋁鎳鈷基合金電渣重熔電極在非真空感應爐大氣下冶煉，對標準規格窄的鋁、鈦元素收得率不穩定，控制難度大；冶煉后期大量補加金屬鈦，氫、氧、氮等氣體含量容易高出標準規格上限等問題，進而獲得氣體含量低，鋁、鈦等易氧化元素合格的高鈦低鋁鎳鈷基合金電渣重熔電極。

為實現上述目的采用以下工藝程序：配料→非真空感應爐冶煉→LF爐冶煉→VOD爐冶煉→澆注→檢驗結果；

具體技術方案：

1.合金的電渣重熔電極化學成分(質量百分比，％)控制：碳不大于0.08，錳不大于1.00，硅：0.30～0.80，磷不大于0.015，硫不大于0.005，鉻：17.0～19.0，鉬：2.5～3.5，鎳：35.0～39.0，鈷：18.0～22.0，鋁：0.10～0.15，鈦：3.05～3.15，氫不大于3×10^-6，氧不大于25×10^-6，氮不大于60×10^-6，其余為鐵。

2.非真空感應爐冶煉；