一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺的制作方法

文档序号:31037229发布日期:2022-08-06 03:27阅读:56来源:国知局

1.本发明涉及絮团养殖相关技术领域,具体为一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺。


背景技术:

2.gh4033是ni-cr基沉淀硬化型变形高温合金,以镍-铬为基体,添加铝、钛形成γ’相弥散强化合金,在700~750℃具有足够的高温强度,在900℃以下具有良好的抗氧化性。
3.该合金冷热加工性能良好,主要供应热轧棒及盘坯料,该合金大量应用于涡轮发动机高温部件,主要用作涡轮工作叶片、涡轮盘及其他高温承力部件。
4.现有技术生产真空冶炼gh4033合金均采用的是纯金属料,但是采用全金属料冶炼,全熔后气体o、n、h含量偏高,导致后期氧氮元素难以去除,同时合金要求pb≤0.001%,bi≤0.0001%,sn≤0.0012%,sb≤0.0025%,as≤0.0025%,上述元素在真空冶炼过程中无法有效脱除,因此全新金属料冶炼对原材料要求较为严格,原材料成本大大增加,并且合金标准要求钛含量2.40-2.80%,比较容易形成氧化钛、碳氮化钛等化合物,造成氧、氮元素含量较高。钛元素易产生偏析,采用全金属料冶炼gh4033,精炼后期钛元素的加入量比较大,不利于钛元素的收得以及对偏析的控制。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:60~70%;金属料:30~40%。
7.优选的,所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
8.优选的,所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1490~1510℃,其真空度为:0~30pa。。
9.优选的,所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1500~1520℃,其真空度为:0~1pa,精炼时间为:60~100min。
10.优选的,所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
11.优选的,所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
12.优选的,所述钢液的合金化过程中,其真空度为:0~1pa。
13.优选的,所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
14.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过gh4033合金返回料的使用,使原料带入的残余元素、有害元素o、n等含量可控,通过gh4033返回料+纯金属料的混合使用有效的降低了全熔期gh4033合金中残余元素含量,同时有效的提高了各元素分布在液态金属里的均匀性,并且此技术方案使冶炼时带入炉中的有害元素得到有效控制,保证了合金的冶炼质量,并且由于返回料的高比例加入,使得钛在精炼期后只需要加入较少量,确保了钛元素的收得并避免了元素的偏析,并且该技术方案可以使得返回料可以循环再利用,使资源得到充分利用,大大降低了成本,符合当下可持续性绿色发展的目的。
具体实施方式
15.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
16.实施例一本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:60%;金属料:40%。
17.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
18.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
19.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
20.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
21.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
22.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
23.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
24.实施例二本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:62%;金属料:38%。
25.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
26.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
27.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
28.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
29.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
30.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
31.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
32.实施例三本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:64%;金属料:36%。
33.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
34.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
35.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
36.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
37.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
38.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
39.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
40.实施例四本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:66%;金属料:34%。
41.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
42.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
43.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
44.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
45.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
46.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
47.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
48.实施例五本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:68%;金属料:32%。
49.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
50.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
51.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
52.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
53.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
54.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
55.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
56.实施例六本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:70%;金属料:30%。
57.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
58.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
59.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
60.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
61.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
62.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
63.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
64.对比例本发明提供一种技术方案:本发明提供如下技术方案:一种高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺,所述高比例返回料冶炼合金成分为及重量百分比为(按质量百分比计):高比例gh4033返回料:100%;金属料:0%。
65.所述高比例返回料冶炼合金的真空感应熔炼工艺包括以下步骤:步骤一:配料的清洗过程,所述配料的清洗过程包括:磁选除杂过程、风吹除杂过程、喷淋粗洗过程、第第一次碱液超声清洗过程、第第二次碱液超声清洗过程、风切干燥过程、砂洗作业过程、砂料分离过程、鼓泡漂洗过程、中立干燥过程、风切干燥过程、烘干过程等;步骤二:配料的熔化过程,所述配料的熔化过程为将清洗完成的配料投入熔炼设备之中熔炼为钢液,且其过程具体包括全熔过程、第一次测温过程和第一次取样过程;步骤三:钢液的精炼过程,所述钢液的精炼过程为通过精炼设备对钢液进行精炼;步骤四:钢液的合金化过程,所述钢液的合金化过程为经过精炼后的钢液按照化学成分要求,根据分析结果进行补加料,调成分;步骤五:钢液的浇筑过程。
66.所述配料的熔化过程中,其配料的加料顺序为:先添加返回料,再对金属料进行添加,其熔化温度为:1500℃,其真空度为:10pa。。
67.所述钢液的精炼过程之前需进行第二次测温,其精炼温度为:1510℃,其真空度为:1pa,精炼时间为:80min。
68.所述钢液的精炼过程之中对精炼后产生的气体检测应保证o含量小于20ppm,n含量小于35ppm。
69.所述钢液的合金化过程具体为:al、ti、c、cr的比例调配过程、第二次取样过程、al、ti、c、cr的比例再调配过程、第三次测温过程。
70.所述钢液的合金化过程中,其真空度为:1pa。
71.所述钢液的浇筑过程前需对钢液中加入ce、ni、mg,然后对钢液进行第三次取样,然后对钢液进行浇筑成型。
72.表格一 o含量n含量s含量pb含量sn含量as含量sb含量bi含量实施例一0.0015~0.00200.0025~0.00490.0009~0.00170.0002~0.00060.0003~0.00050.00002~0.000030.0004~0.00080.00002~0.00003实施例二0.0013~0.00180.0023~0.00460.0008~0.00150.0002~0.00050.0003~0.00040.00002~0.000030.0004~0.00070.00001~0.00003实施例三0.0011~0.00160.0021~0.00410.0007~0.00150.0001~0.00050.0002~0.00040.00001~0.000030.0003~0.00070.00001~0.00003实施例四0.0009~0.00130.0018~0.00380.0006~0.00140.0001~0.00050.0002~0.00030.00001~0.000030.0003~0.00060.00001~0.00002实施例五0.0007~0.00110.0016~0.00340.0005~0.00120.0001~0.00040.0001~0.00030.00001~0.000020.0002~0.00060.00001~0.00002实施例六0.0005~0.00100.0013~0.00310.0004~0.00110.0001~0.00030.0001~0.00020.00001~0.000020.0002~0.00050.00001~0.00002对比例0.0017~0.00220.0028~0.00530.001~0.0020.0002~0.00060.0004~0.00050.00002~0.000040.0005~0.00080.00002~0.00003
通过对上述六组实施例与对比例进行对比实验结果,其对比例、实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六之中随着返回料比例的增加,其合金中杂质元素的含量大大降低,从而大大提高了最终产品的质量稳定性,综上所述,实施例一至六之中,实施例六的方案最优。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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