1.本发明属于合金冶炼领域，具体涉及一种使镍基合金电渣锭的铝钛分布均匀的方法。
背景技术：
2.镍基合金是以ni和cr元素为基体，并加入fe、mo、al、ti、nb、b、c等元素，制备而成的一类高温合金。
3.对于镍基合金来说，al、ti和nb元素是镍基合金中重要的合金元素，al和ti元素能与ni元素形成一种化学组成为ni
3 (al ,ti)的强化相γ
′
相，nb能与ni形成一种化学组成为ni3nb的强化相γ
″
相。
4.沉淀强化型镍基合金主要依靠γ
′
相和γ
″
相强化，这种强化效果则与合金中的al和ti元素含量直接相关。然而，高钛低铝的镍基合金在电渣重熔过程中会发生一定程度的烧损，进而影响到合金的性能一致性和稳定性。这是由于al和ti元素是活泼的易氧化元素，在重熔过程中沿纵向出现al和ti元素含量的梯度变化，这对一些成分范围较窄的材料容易超限，会造成产品成材率低，性能不稳定一致性差等问题。
技术实现要素：
5.本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种使镍基合金电渣锭的铝钛分布均匀的方法，在不改变当前生产设备的条件下，利用现有已发现的烧损规律，通过二次电渣重熔控制铝、钛元素的含量分布，得到成分均匀一致的电渣锭，为后续产品性能一致性提供保障，提高电渣锭成分的一致性。
6.本发明的目的是采用下述方案实现的：一种使镍基合金电渣锭的铝钛分布均匀的方法，包括以下步骤：1）真空条件下将镍基金属原料熔化，精炼后浇铸成真空感应铸锭；2）将真空感应铸锭作为电极进行第一次电渣重熔，得到镍基合金电渣锭；3）将镍基合金电渣锭锻造为镍基合金电极棒，在镍基合金电极棒顶部和底部分别做标记；4）将镍基合金电极棒作为电极，顶部起弧，进行第二次电渣重熔，得到铝钛分布均匀的镍基合金电渣锭。
7.步骤1）中所述的熔化在真空感应熔炼炉进行。
8.步骤1）中所述精炼为温度为1450℃的条件下搅拌20分钟。
9.所述第一、二次电渣重熔步骤为：
①ꢀ
启动阶段采用电流控制，电流无级变速：初始电流为4000a，保持5min后按300a/min增大电流，直到电流为10500a后保持20min，再按50a/min减小电流，直到电流为9000a；
②ꢀ
熔炼阶段采用电流和电压控制，电压为50v，初始电流为9000a，电极熔化300
±
25kg后以5a/min减小电流，直到电流为8500a；
③ꢀ
充填阶段采用电流控制，电流连续降低：电极熔化至120
±
10kg后开始充填补缩，按150a/min减小电流，直到电流为4000a；
④ꢀ
当电极熔化至20
±
10kg后停止熔炼，得到镍基合金电渣锭。
10.所述第一、二次电渣重熔采用五元渣系。
11.所述五元渣系的组成和重量百分比如下：caf2为55～68%、al2o3为13～20%、cao为7～12%、mgo为5～10%、sio2为2～5%。
12.步骤3）所述镍基合金电极棒的锻造过程如下：（1）锻造开坯锻造为镍基合金电极棒，其锻造温度为1100～1200℃，保温3～6小时，变形量为20～60%，终锻温度为850℃～1000℃；（2）锯切将镍基合金电极棒锯切为平头；（3）烘烤烘烤镍基合金电极棒，200℃烘4个小时；（4）砂磨烘烤后的镍基合金电极棒冷却后，表面氧化皮砂磨。
13.所述镍基金属原料的各组分的重量百分含量如下：ni为45～70%，cr为16～35%，al为0.05～1.5%，ti为0.1～1.5%，nb为0.5～2%，fe为余量。
14.本发明包含如下有益效果，包括以下步骤：1）真空条件下将含有铝、钛元素的镍基金属原料熔化，精炼后浇铸成真空感应铸锭；2）将真空感应铸锭作为电极进行第一次电渣重熔，得到镍基合金电渣锭；3）按需求的规格将镍基合金电渣锭锻造为镍基合金电极棒，在镍基合金电极棒顶部和底部分别做标记；4）将镍基合金电极棒作为电极，顶部起弧重熔，进行第二次电渣重熔，得到铝钛分布均匀的镍基合金电渣锭。
15.在含有铝、钛元素的镍基合金电渣重熔中发现，得到的电渣锭中铝、钛元素从电渣锭底部到顶部呈明显的规律性变化，而这种规律性变化大部分情况是单向变化，例如电渣锭底部ti偏低较多而顶部ti偏低较小，而电渣锭底部al偏低较少而顶部al偏低较多。
16.综上所述，通过第二次电渣重熔，将钛、铝元素含量高的一端作为起弧端进行二次重熔，就可以利用目前已经发现的烧损规律大幅度降低al、ti在电渣锭长度方向的波动。
附图说明
17.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
18.如图1所示，一种使镍基合金电渣锭的铝钛分布均匀的方法，包括以下步骤：1）真空条件下将含有铝、钛元素的镍基金属原料熔化，精炼后浇铸成真空感应铸
锭；所述镍基金属原料的各组分的重量百分含量如下：ni为45～70%，cr为16～35%，al为0.05～1.5%，ti为0.1～1.5%，nb为0.5～2%，fe为余量。
19.本实施例中，所述镍基金属原料的组成和重量百分比为：ni为58%，cr为30%，nb为0.9%，mn为0.7%，ti为0.5%，al为0.1%，fe为余量。
20.本实施例中，步骤1）中所述的熔化在真空感应熔炼炉进行，所述精炼为温度为1450℃的条件下搅拌20分钟。
21.2）将真空感应铸锭作为电极进行第一次电渣重熔，得到镍基合金电渣锭；本实施例中，所述镍基合金电渣锭的直径为400mm。
22.3）按需求的规格将镍基合金电渣锭锻造为镍基合金电极棒，在镍基合金电极棒顶部和底部分别做标记；步骤3）所述镍基合金电极棒的锻造过程如下：（1）锻造开坯锻造为镍基合金电极棒，其锻造温度为1100～1200℃，保温3～6小时，变形量为20～60%，终锻温度为850℃～1000℃；本实施例中，选用快锻机按照需求的规格φ248
±
5mm锻造镍基合金电极棒，该镍基合金电极棒的长度为2300mm，重量为1500kg。
23.（2）锯切将镍基合金电极棒锯切为平头；（3）烘烤烘烤镍基合金电极棒，200℃烘4个小时，确保镍基合金电极棒无任何水泽及明显的潮气；（4）砂磨烘烤后的镍基合金电极棒冷却后，表面氧化皮砂磨，去除镍基合金电极棒外表上100%的氧化皮，露出金属光泽。
24.4）将镍基合金电极棒作为电极，顶部起弧，进行第二次电渣重熔，得到铝钛分布均匀的镍基合金电渣锭。
25.所述第一、二次电渣重熔采用五元渣系，所述五元渣系的组成和重量百分比如下：caf2为55～68%、al2o3为13～20%、cao为7～12%、mgo为5～10%、sio2为2～5%。
26.本实施例中，所述五元渣系的渣量为45kg，其各组分的重量百分比如下：caf2为61％、al2o3为17％、cao为9％、mgo为8%、sio2为5%。
27.所述第一、二次电渣重熔步骤为：
①ꢀ
启动阶段采用电流控制，电流无级变速：初始电流为4000a，保持5min后按300a/min增大电流，直到电流为10500a后保持20min，再按50a/min减小电流，直到电流为9000a；
②ꢀ
熔炼阶段采用电流和电压控制，电压为50v，初始电流为9000a，电极熔化300
±
25kg后以5a/min减小电流，直到电流为8500a；
③ꢀ
充填阶段采用电流控制，电流连续降低：电极熔化至120
±
10kg后开始充填补缩，按150a/min减小电流，直到电流为4000a；
④ꢀ
当电极熔化至20
±
10kg后停止熔炼，得到镍基合金电渣锭。
28.当第一次电渣重熔后，对镍基合金电渣锭进行取样分析：在镍基合金电渣锭顶、底部之间均匀设置5个取样位置，每个取样位置的ti、al元素含量如表1所示：表1元素位置1（顶端）位置2位置3位置4位置5（底端）al0.03%0.048%0.066%0.075%0.11%ti0.51%0.49%0.48%0.45%0.42%由此可见，一般采用单次电渣重熔制备出的镍基合金电渣锭中al元素含量差值为0.08%， ti元素含量差值为0.09%，al元素与ti元素的分布不均匀。
29.而对第二次电渣重熔后得到的镍基合金电渣锭进行取样分析，每个取样位置的ti、al元素含量如表2所示：表2元素位置1（顶端）位置2位置3位置4位置5（底端）al0.03%0.03%0.04%0.03%0.03%ti0.43%0.44%0.45%0.43%0.42%由此可见，采用本发明所述的方法进行二次电渣重熔后制备出的镍基合金电渣锭中al元素含量差值为0.01%， ti元素含量差值为0.03%，该镍基合金电渣锭中al元素与ti元素的分布均匀，非常适用于制造镍基合金焊丝。
30.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。