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一种含Ti镍基高温 合金电渣 重熔方法

阅读：1035发布：2020-07-01

专利汇可以提供一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，它包括：Ⅰ.将含有CaF2、Al2O3及CaO的三元预熔渣二次提纯；Ⅱ.将提纯后的三元预熔渣进行破碎；Ⅲ.将MgO及TiO2粉末加入到三元预熔渣成五元渣。Ⅳ.五元渣在使用前需经过800℃～850℃，4h～6h高温烘烤，五元渣使用量按照每1000Kg自耗电极重量使用30-35Kg计；Ⅴ. 电渣重熔前将Al粉末混入五元渣中，Al粉末按每1000Kg 自耗电极使用0.06-0.09Kg计；Ⅵ.在结晶器底部先加30%～35%重量的辅料，辅料是电渣料以及同钢种车削料，车削料重量1.5-3Kg之间，开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。本发明的方法电渣锭头尾Ti含量差值不大于0.1%，改善电渣锭表面质量。，下面是一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，它包括下述依次的步骤：
Ⅰ将含有CaF2、Al2O3及CaO的三元预熔渣进行二次提纯，使其中的SiO2≤0.5％；
Ⅱ将提纯后的三元预熔渣进行破碎，要求破碎后三元预熔渣当量粒径≤3mm；
Ⅲ将纯MgO及TiO2粉末加入到三元预熔渣，均匀混合成五元渣；其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%～6%之间，五元渣中TiO2所占重量百分比需按如下公式计算：
TiO2%= 合金中Ni含量%×M+合金中Ti含量%×N
其中，M为Ni含量修正系数，取值0.01～0.012；N为Ti含量修正系数，取值1.8～
2.2；
Ⅳ 五元渣在使用前经过800℃～850℃，4h～6h高温烘烤，并且使用时渣温度不低于
100℃，五元渣使用量按照每1000Kg自耗电极重量使用30-35Kg计；
Ⅴ 准备Al粉末，在电渣重熔前均匀混入五元渣中，Al粉末使用量按每1000Kg 自耗电极使用0.06-0.09Kg计；
Ⅵ在结晶器底部首先添加30%～35%重量的辅料，辅料是电渣料以及同钢种车削料，车削料重量为1.5-3Kg之间开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。
2.根据权利要求1所述的含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，其特征是：在步骤Ⅵ中，电渣重熔过程采用熔速控制4 Kg/min～6Kg/min，起弧阶段可采用大熔速8 Kg/min～
10Kg/min，熔速采用时间≤20min。

说明书全文

一种含Ti镍基高温合金电渣 重熔方法

技术领域

[0001] 本发明属于电渣重熔冶炼技术领域，特别是涉及一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法。

背景技术

[0002] 电渣重熔镍基高温合金生产的重要工艺，具有脱夹杂物能力强、脱S能力强、改善铸锭凝固组织等一系列优点。对于普通级至高端级镍基高温合金，电渣重熔会作为第二道或者最终道制造工序。目前广泛使用的镍基高温合金中，均含有一定量的Ti元素。合金中的Ti与Ni相结合，形成一定量的纳米级Ni3Ti析出物，使合金在高温条件下具有较高的力学性能及持久强度。一般情况下，为了使合金中Ni3Ti析出物稳定，会同时添加一定量的Al，形成Ni3（Al、Ti）析出物。但是，含有一定量Ti元素的镍基高温合金在电渣重熔过程中会遇到Ti烧损严重、电渣锭头尾Ti含量相差过大，一般差值大于0.2%，以及电渣锭表面出现凹坑，甚至裂纹等问题，从而影响最终产品的使用性能。而对于含Ti镍基高温合金电渣重熔Ti烧损及表面质量影响最大的为渣系中的TiO2含量。

发明内容

[0003] 为了克服现有含Ti镍基高温合金电渣重熔方法的上述不足，本发明提供一种含Ti镍基高温合金电渣重熔方法，用该方法在合金中同时含有Al条件下，电渣锭头尾Ti含量差值不大于0.1%，电渣锭表面质量显著改善。

[0004]本含Ti镍基高温合金电渣重熔方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ将含有CaF2（40%～55%）、Al2O3（15%～25%）及CaO（15%～25%）普通三元预熔渣进行二次提纯，使其中的SiO2≤0.5％。

[0005] Ⅱ将提纯后的三元预熔渣进行破碎，要求破碎后三元预熔渣当量粒径≤3mm。

[0006] Ⅲ将纯MgO及TiO2粉末（当量粒径≤1mm），加入到三元预熔渣，均匀混合成五元渣。其中五元渣中MgO重量百分比控制在3%～6%之间，五元渣中TiO2所占重量百分比需按如下公式计算（不考虑除五元渣外的其他组分及杂质含量）：TiO2%= 合金中Ni含量%×M+合金中Ti含量%×N
其中，M为Ni含量修正系数，取值0.01～0.012；N为Ti含量修正系数，取值1.8～
2.2。

[0007] Ⅳ五元渣在使用前需经过800℃～850℃，4h～6h高温烘烤，并且使用时渣温度不低于100℃。五元渣使用量按照每1000Kg自耗电极重量使用30-35Kg计。

[0008] Ⅴ准备适当Al粉末（当量粒径≤3mm），在电渣重熔前均匀混入五元渣中，Al粉末使用量按每1000Kg 自耗电极使用0.06-0.09Kg计。

[0009] Ⅵ在结晶器底部首先添加30%～35%重量的辅料，辅料是电渣料以及适当同钢种车削料，车削料重量约为1.5-3Kg之间开始电渣重熔，剩余电渣料在电渣重熔开始后20min内逐渐加入。

[0010] 进一步讲，上述的含Ti镍基高温合金电渣重熔方法在步骤Ⅵ中，电渣重熔过程采用熔速控制4 Kg/min～6Kg/min，起弧阶段可采用大熔速8 Kg/min～10Kg/min，熔速采用时间≤20min。

[0011] 本发明技术方案主要优点1）不同钢种的化学成分及物理特性不同，可以根据如上技术方案对渣系进行调配，使化学成分控制准确。

[0012] 2）Al粉末的加入可以在电渣重熔初期对电渣进行脱氧，使其气体含量降低，同时也避免了自耗电极中Ti的大量烧损，使电渣锭头尾Ti含量趋于一致。

[0013] 3）电渣重熔初始阶段采用大熔速，可以使渣料熔化均匀，改善电渣锭表面质量。

[0014] 采用如上技术方案，电渣锭头尾Ti含量差值≤0.1%，电渣锭表面质量显著改善。

具体实施方式

[0015] 下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、技术特征有进一步的了解。但下述是实施例并不是对本发明的限制。

[0016] 实施例一采用1000Kg电渣重熔炉冶炼Inconel740H合金，自耗电极重量为1000Kg。合金中含有(质量百分比)Ni-48%、Cr-25%、Co-20%、Al-1.4%、Ti-1.4%元素。

[0017] 本实施例采取下述位次的步骤：Ⅰ将含有CaF2（40%～55%）、Al2O3（15%～25%）及CaO（15%～25%）普通三元预熔渣进行二次提纯，提纯后其中的SiO2为0.33％；
Ⅱ将提纯后的三元预熔渣进行破碎，要求破碎后三元预熔渣当量粒径为2mm；
Ⅲ将纯MgO及TiO2粉末，当量粒径0.5mm，加入到三元预熔渣，均匀混合成五元渣。

[0018] TiO2在五元渣系中所占重量百分比为：48%×0.01+1.4%×2.0=3.28%，取值3.3%。最终所调配的五元渣系各组分比例为：CaF2：Al2O3：CaO：MgO：TiO2=51：21：20.2：4.5：3.3。

[0019] Ⅳ五元渣在使用前需经过800℃，6h高温烘烤，并且使用时渣温度120℃，使用五元渣量为33Kg。

[0020] Ⅴ准备适当Al粉末（当量粒径2mm），在电渣重熔前均匀混入五元渣中，本次Al粉末使用量为0.065Kg。

[0021] Ⅵ电渣重熔前，在结晶器底部首先添加10Kg（五元渣+混合Al粉）以及1.8Kg同钢种车削料，开始电渣重熔，剩余（五元渣+混合Al粉）在电渣重熔开始后18min内逐渐加入。电渣重熔过程采用熔速控制（4.5Kg/min），起弧阶段采用大熔速（8Kg/min），熔速采用时间19min。

[0022] 电渣重熔后所得Inconel740H电渣锭表面质量光滑。在电渣锭头尾进行取样，分析Ti元素，头部Ti=1.36%，尾部Ti=1.31%，差值0.05%，满足要求。

[0023] 实施例二：采用1000Kg电渣重熔炉冶炼617B合金，自耗电极重量为1000Kg。合金中含有Ni-55%、Cr-22%、Co-12%、Mo-9%，Al-1.2%、Ti-0.5%元素。

[0024] 本实施例采取下述位次的步骤：

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