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(jìn)行合金化處理時，如果不嚴(yán)格控制加入的時機(jī)、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(xué)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(xué)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(yán)格控制合金中的氣體含量(氧， 氮，氨），目前按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(yán)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(xué)成分更加均勻、低烙點元素?zé)龘p及揮發(fā)少、合金持 久性能和室溫拉伸性能強(qiáng)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(jìn)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(jìn) 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(xué) 成分更加均勻，低烙點元素?zé)龘p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(jī)及溫度，使得合金的化學(xué)成分更加均勻，低 烙點元素?zé)龘p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(fù)壓差將有害氣體進(jìn)一步排除，同時合 金的化學(xué)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(jìn)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(xué)成分均勻，合金的綜合力學(xué)性能及質(zhì)量達(dá)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(jìn)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(xué)成分見表 1，其性能參數(shù)見表2，K424合金標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分見表3，K424合金標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(xué)成分表
[0031]
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[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(dá) 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(xué)成分均勻，綜和 力學(xué)性能好，特別是合金的室溫拉伸性能中的抗拉強(qiáng)度、延伸率W及斷面收縮率都有較大 幅度的提高，達(dá)到國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)合金的先進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xué)成分均勻，合金的綜合力學(xué)性能及質(zhì)量達(dá)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