含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及合金冶煉工藝，具體設(shè)及一種含有侶鐵棚錯的儀基合金的真空冶煉工 乙。
【背景技術(shù)】
[0002] 在航空使用的合金中，組分一般都包括侶、鐵、棚、錯等幾種低烙點元素。在加入運 些低烙點元素進行合金化處理時，如果不嚴格控制加入的時機、溫度、真空度等因素，則會 產(chǎn)生較大的燒損和揮發(fā)，使合金化學成分難W控制，從而產(chǎn)生廢品。具體來說，加入侶、鐵、 棚、錯時的真空度過低或設(shè)備漏氣率大，大量的侶、鐵、棚、錯元素會產(chǎn)生氧化燒損，成分難 W控制。加入侶、鐵時金屬烙液溫度過高，大量的侶、鐵則會由于放熱放應(yīng)而產(chǎn)生燒損和揮 發(fā)。向金屬烙液中加入侶、鐵時，會產(chǎn)生劇烈的放熱反應(yīng)，尤其是加入量較大時，金屬烙液放 熱反應(yīng)就大。即使侶、鐵加入時金屬烙液溫度適宜，但由于一次加入量過大，同樣會產(chǎn)生燒 損和真空揮發(fā)使合金化學成分難W控制。
[0003] 航空航天W及民用高溫合金真空冶煉時，需要嚴格控制合金中的氣體含量(氧， 氮，氨），目前按照企業(yè)標準，許多合金中一般氧、氮含量一般在20ppm左右。
[0004] 另外，由于侶、鐵、棚、錯自身較輕，密度小，在加入到金屬烙液中后，漂浮在金屬烙 液表面，極易產(chǎn)生偏析，會嚴重影響合金的綜合性能。特別的是，棚的加入時間也非常重要， 加入過早，極易燒損，加入過晚，易分布不均，因此掌握好棚加入的時間就顯得非常重要。
[0005] 鑒于目前現(xiàn)有技術(shù)的情況，亟需研發(fā)一種含有侶鐵棚錯的儀基合金的真空冶煉工 乙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種化學成分更加均勻、低烙點元素燒損及揮發(fā)少、合金持 久性能和室溫拉伸性能強的含有侶鐵棚錯的儀基合金的真空冶煉工藝。
[0007] 本發(fā)明所述的含有侶鐵棚錯的儀基合金的真空冶煉工藝，包括W下步驟：
[000引（1)向真空爐相蝸內(nèi)加入除侶、鐵、棚、錯、儀之外的儀基合金中的所有元素進行冶 煉；
[0009] (2)降溫至1370~1390°C，向其中加入侶、鐵，升溫至侶、鐵全部烙化；
[0010] (3)保持溫度1410~1430°C，向其中加入儀棚合金、錯，升溫至儀棚合金、錯全部烙 化，得到金屬烙液；
[0011] (4)降溫，冷凍金屬烙液，溫度降至1360~1380°C時，再升溫至1450~1470°C時，進 行出鋼誘注。
[0012] 其中：
[OOU] 步驟（1)冶煉溫度1560~158(TC，冶煉時間20~30min。
[0014] 步驟(2)升溫至侶、鐵全部烙化后，再攬拌3~5min。
[0015] 步驟(3)升溫至儀棚合金、錯全部烙化后，再攬拌3~5min。
[0016] 加入侶、鐵、儀棚合金、錯時的真空度^0.1 Pa。通過控制真空度，使得合金的化學 成分更加均勻，低烙點元素燒損及揮發(fā)少。棚應(yīng)在烙煉后期，出鋼誘注之前加入。侶、鐵加入 量大時，應(yīng)分兩批或多批加入，一般侶為3wt. %左右時，鐵為3wt. %左右時，兩次加入即可。 如果更多的侶鐵含量時應(yīng)考慮更多次地加入。
[0017] 步驟(4)冷凍金屬烙液可W采用停電后，自然降溫的形式，也可W采用其他降溫形 式，本發(fā)明優(yōu)選停電自然降溫的形式。
[001引本發(fā)明的有益效果如下：
[0019] 本發(fā)明通過控制侶、鐵、棚、錯加入時機及溫度，使得合金的化學成分更加均勻，低 烙點元素燒損及揮發(fā)少;采用冷凍金屬烙液使得金屬烙液在降溫凝固的過程中，溶解在金 屬烙液中的有害氣體上浮，利用真空爐冶煉產(chǎn)生的負壓差將有害氣體進一步排除，同時合 金的化學成分更加均勻。本發(fā)明提高了高溫合金的持久性能和室溫拉伸性能，進一步純凈 金屬烙液，從而得到高質(zhì)量的高溫合金。
[0020] 本發(fā)明金屬烙液中的有害氣體及低烙點雜質(zhì)含量降低，合金烙液純凈，合金的化 學成分均勻，合金的綜合力學性能及質(zhì)量達到國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)合金的水平。
【具體實施方式】
[0021 ] W下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0022] 實施例1
[0023] WK424合金為例，采用本發(fā)明的真空冶煉工藝生產(chǎn)K424合金錠，其化學成分見表 1，其性能參數(shù)見表2，K424合金標準化學成分見表3，K424合金標準性能參數(shù)見表4。
[0024] 采用200Kg真空爐，冶煉過程如下：
[0025] (1)向真空爐相蝸內(nèi)加入除侶、鐵、棚、錯、儀之外的儀基合金中的所有元素于1570 ±10°C 冶煉 20min;
[00%] (2)降溫至1380±10°C，向其中加入侶、鐵，升溫至侶、鐵全部烙化后，再攬拌3min;
[0027] (3)保持溫度1420±10°C，向其中加入儀棚合金、錯，200KW升溫至儀棚合金、錯全 部烙化后，再攬拌5min，得到金屬烙液；
[002引 （4)降溫，冷凍金屬烙液，溫度降至1370± 10°C時，200KW再升溫至1460± 10°C，降 低功率到80KW，進行出鋼誘注。
[0029] 整個過程中，加入侶、鐵、儀棚合金、錯時的真空度含0.1 Pa，侶、鐵分3批加入。
[0030] 表1 K424合金錠的化學成分表
[0031]
[

[
[
[
[
[
[0038]通過表1、表2可W看出，合金中的有害氣體氧、氮含量低，其中氧、氮含量分別達 至Ij:氧5.35ppm，氮11.9ppm，合金烙液的純凈度得到提高，因此，合金的化學成分均勻，綜和 力學性能好，特別是合金的室溫拉伸性能中的抗拉強度、延伸率W及斷面收縮率都有較大 幅度的提高，達到國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)合金的先進水平。
[0039] 實施例2
[0040] 冶煉過程如下：
[0041] (1)向真空爐相蝸內(nèi)加入除侶、鐵、棚、錯、儀之外的儀基合金中的所有元素于1580 ± 10°C 冶煉 25min;
[0042] (2)降溫至1370±10°C，向其中加入侶、鐵，升溫至侶、鐵全部烙化后，再攬拌4min;
[0043] (3)保持溫度1430±10°C，向其中加入儀棚合金、錯，200KW升溫至儀棚合金、錯全 部烙化后，再攬拌4min，得到金屬烙液；
[0044] (4)降溫，冷凍金屬烙液，溫度降至1360 ± 10 °C時，200KW再升溫至1470 ± 10 °C，降 低功率到80KW，進行出鋼誘注。
[0045] 其余如實施例1。
[0046] 實施例3
[0047] 冶煉過程如下：
[0048] (1)向真空爐相蝸內(nèi)加入除侶、鐵、棚、錯、儀之外的儀基合金中的所有元素于1560 ± 10°C冶煉30min，形成金屬烙液；
[0049] (2)降溫至1390±10°C，向其中加入侶、鐵，升溫至侶、鐵全部烙化后，再攬拌5min;
[0050] (3)保持溫度1410±10°C，向其中加入儀棚合金、錯，200KW升溫至儀棚合金、錯全 部烙化后，再攬拌3min，得到金屬烙液；
[0化1 ] (4)降溫，冷凍金屬烙液，溫度降至1380 ± 10 r時，200KW再升溫至1450 ± 10 r，降 低功率到80KW，進行出鋼誘注。
[0052] 其余如實施例1。
【主權(quán)項】
1. 一種含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝，其特征在于包括以下步驟： (1) 向真空爐坩堝內(nèi)加入除鋁、鈦、硼、鋯、鎳之外的鎳基合金中的所有元素進行冶煉； (2) 降溫至1370~1390 °C，向其中加入鋁、鈦，升溫至鋁、鈦全部熔化； (3) 保持溫度1410~1430Γ，向其中加入鎳硼合金、鋯，升溫至鎳硼合金、鋯全部熔化， 得到金屬熔液； (4) 降溫，冷凍金屬熔液，溫度降至1360~1380 °C時，再升溫至1450~1470 °C時，進行出 鋼澆注。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝，其特征在于:步驟 (1) 冶煉溫度1560~1580 °C，冶煉時間20~30min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝，其特征在于:步驟 (2) 升溫至鋁、鈦全部熔化后，再攪拌3~5min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝，其特征在于:步驟 (3) 升溫至鎳硼合金、鋯全部熔化后，再攪拌3~5min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝，其特征在 于:加入鋁、鈦、鎳硼合金、鋯時的真空度SO.lPa。
【專利摘要】本發(fā)明涉及合金冶煉工藝，具體涉及一種含有鋁鈦硼鋯的鎳基合金的真空冶煉工藝。所述的真空冶煉工藝包括以下步驟：向真空爐坩堝內(nèi)加入除鋁、鈦、硼、鋯、鎳之外的鎳基合金中的所有元素進行冶煉；金屬熔液降溫至1370～1390℃，向其中加入鋁、鈦，升溫至鋁、鈦全部熔化；保持溫度1410～1430℃，向其中加入鎳硼合金、鋯，升溫至鎳硼合金、鋯全部熔化，得到金屬熔液；降溫，冷凍金屬熔液，溫度降至1360～1380℃時，再升溫至1450～1470℃時，進行出鋼澆注。本發(fā)明金屬熔液中的有害氣體及低熔點雜質(zhì)含量降低，合金熔液純凈，合金的化學成分均勻，合金的綜合力學性能及質(zhì)量達到國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)合金的水平。
【IPC分類】C22C19/03, C22C1/03
【公開號】CN105714134
【申請?zhí)枴緾N201610192301
【發(fā)明人】劉玉庭, 李道乾, 馬中鋼, 王光華, 李娜
【申請人】山東瑞泰新材料科技有限公司