一种高温合金电渣重熔用的预熔渣
阅读：421发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种高温合金电渣重熔用的预熔渣专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高温 合金 电渣 重熔 用的预 熔渣 ，按重量百分比，包括以下组分：CaF2：50%-60%；Al2O3：15%-25%；CaO：10%-20%；MgO：1%-5%；TiO2：1-5%；ZrO2：2%-10%；用于提高 高温合金 铸锭 成分均匀性，解决了 电渣重熔 中Zr元素含量难以控制及偏析问题；具有改善电渣锭的表面 质量 、不影响去除夹杂效果的特点。，下面是一种高温合金电渣重熔用的预熔渣专利的具体信息内容。
一种高温合金电渣重熔用的预熔渣
技术领域
背景技术
[0002] 高温合金作为先进航空发动机用材料，在高温下具有优异的综合性能，是目前航空发动机中关键热端部件首选材料。为提高材料性能，高温合金中合金化元素种类多、含量高，这些较高的合金元素在电渣熔炼过程中容易出现烧损，造成铸锭成分偏析。
[0003] 很多高温合金中都加入微量元素Zr用来提高晶界结合力，强化晶界。Zr化学性质较为活泼，在电渣重熔过程中容易烧损，而Zr在高温合金中含量往往较少，因此少量的元素烧损即会产生很大的影响。目前高温合金电渣熔炼针对这些活泼元素的精确控制，仍然较为困难。
[0004] 电渣重熔预熔渣对合金熔炼过程中成分控制至关重要，目前常用的CaF2:Al2O3:CaO预熔渣不能很好的解决高温合金熔炼过程中Zr元素烧损的问题，熔炼的电渣锭的Zr元素收得率较低且不稳定，并且铸锭头尾不同部位Zr元素含量存在明显差异。
发明内容
[0005] 为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高温合金电渣重熔用的预熔渣，用于提高高温合金铸锭成分均匀性，解决了电渣重熔中Zr元素含量难以控制及偏析问题；可以有效降低铸锭头尾成分差异；具有改善电渣锭的表面质量、不影响去除夹杂效果的特点。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高温合金电渣重熔用的预熔渣，按重量百分比，包括以下组分：CaF2：50%-60%； Al2O3：15%-25%； CaO：10%-20%；
MgO：1%-5%； TiO2：1-5%； ZrO2：2%-10%。
MgO：1%-5%； TiO2：1-5%； ZrO2：2%-10%。
[0007] 一种高温合金电渣重熔用的预熔渣，按重量百分比，包括以下组分：CaF2:50%-55%； Al2O3:20%-25%； CaO：18%-22%；
MgO：1%-3%； TiO2:3-5%； ZrO2:2%-5%。
MgO：1%-3%； TiO2:3-5%； ZrO2:2%-5%。
[0008] 一种高温合金电渣重熔用的预熔渣，按重量百分比，还包括以下组分：杂质含量FeO≤0.2%，SiO2≤0.8%。
[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据高温合金中往往含有微量元素Zr的特点，加入能够有效抑制Zr元素烧损的ZrO2，从而获得Zr元素均匀性较好的高温合金铸锭，同时对其他元素烧损规律没有发生明显的影响。另外ZrO2的加入能够降低预熔渣的熔点，改善电渣锭的表面质量。
[0010] 1）本发明为镍基高温合金在电渣重熔过程中Zr元素的稳定控制提供了一种新预熔渣，可以有效降低电渣锭头尾Zr元素的含量不均匀性。为了进一步提高电渣锭头尾成分均匀性，应严格控制该预熔渣中杂质含量，控制杂质含量FeO≤0.2%，SiO2≤0.8%。从而防止在电渣重熔过程中这些杂质氧化物与钢液中活泼元素置换，造成元素烧损。
[0011] 2）本发明在现行预熔渣基础上进行成分调整，添加少量ZrO2，便于实践，同时不影响去除夹杂效果。
[0012] 本发明的预熔渣的优选成分应当根据具体高温合金成分进行选择，针对合金中Zr元素的含量不同，选择适当的ZrO2含量，从而使得渣中Zr4+和O2-活度保持在稳定状态，以保证自耗电极经过电渣重熔后Zr元素含量不会发生明显改变。
具体实施方式
[0013] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014] 实施例1GH4720Li合金的电渣重熔。
[0015] 本实例为采用本发明预熔渣与对比预熔渣进行含Zr高温合金GH4720Li合金进行电渣熔炼。GH4720Li主成分如表1所示，所用电极为真空感应熔炼浇注的电极。所用预熔渣按照预定成分配置渣料，混合均匀后进行预熔处理，经过处理后降低FeO及SiO2含量，同时降低水含量。预熔处理后的渣料进行密封保存，防止吸潮。感应电极中Zr含量为0.035（wt.%）。
[0016] 实施例1的预熔渣：CaF2:50%，Al2O3:20%，CaO：20%，MgO：3%，TiO2:3%，ZrO2:3%，杂质：1%。
[0017] 对比预熔渣：CaF2:50%，Al2O3:23%，CaO：20%，MgO：3%，TiO2:3%，杂质：1%。
[0018] 分别采用上述预熔渣进行合金熔炼，对所得的铸锭从上到下分别进行头、中、尾取样，取样均从表皮钻取屑样，具体位置为距离头部30mm、铸锭中部、距离铸锭尾部30mm，进行化学成分分析，具体分析结果如表2所示，通过对比能够发现，采用本发明的预熔渣能够有效提升电渣锭不同部位的Zr含量的成分均匀性。
[0019] 实施例2GH4738合金的电渣重熔。
[0020] 本实例为采用本发明预熔渣与对比预熔渣进行含Zr高温合金GH4738合金进行电渣熔炼。GH4738主成分如表1所示，所用电极为真空感应熔炼浇注的电极。所用预熔渣按照预定成分配置渣料，混合均匀后进行预熔处理，经过处理后降低FeO及SiO2含量，同时降低水含量。预熔处理后的渣料进行密封保存，防止吸潮。感应电极中Zr含量为0.05（wt.%）。
[0021] 实施例2预熔渣：CaF2:50%，Al2O3:20%，CaO：18%，MgO：3%，TiO2:3%，ZrO2:5%，杂质：1%。
[0022] 对比预熔渣：CaF2:50%，Al2O3:23%，CaO：20%，MgO：3%，TiO2:3%，杂质：1%。
[0023] 分别采用上述预熔渣进行合金熔炼，对所得的铸锭从上到下分别进行头、中、尾取样，取样均从表皮钻取屑样，具体位置为距离头部30mm、铸锭中部、距离铸锭尾部30mm，进行化学成分分析，具体分析结果如表2所示，通过对比能够发现，采用本发明的预熔渣能够有效提升电渣锭不同部位的Zr含量的成分均匀性。
[0024] 实施例3CaF2：60%； Al2O3：25%； CaO：10%；MgO：1%；
TiO2：1； ZrO2：3%。
TiO2：1； ZrO2：3%。
[0025] 实施例4CaF2：55%； Al2O3：15%； CaO：15%；
MgO：2%； TiO2：3%； ZrO2：10%。
MgO：2%； TiO2：3%； ZrO2：10%。
[0026] 实施例5CaF2：55%； Al2O3：15%； CaO：15%；MgO：5%；
TiO2：5%； ZrO2：5%。
TiO2：5%； ZrO2：5%。
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