[发明专利]一种铱合金铸造组织的晶粒细化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铱合金铸造组织的晶粒细化方法，属金属合金铸造工艺和变质处理工艺领域。

背景技术

金属材料的性能是由其组织和结构所决定的，而结晶后金属的晶粒大小是组织的重要特征参数之一，所以要对金属结晶后的晶粒大小以及如何控制晶粒大小进行必要的研究。现有的金属组织细化的方法主要有两类：一是化学细化法，该方法是向熔融金属液中添加变质剂，包括形核剂和晶粒大小抑制剂等；二是物理细化法，如机械振动、电磁振动、机械搅拌及气泡搅拌等。上述方法都存在不足之处，首先是加入添加剂会引入杂质元素，或多或少会造成化学组分和组织不均匀的偏析现象，甚至形成非金属夹杂；其次是物理方法所需的设备复杂、投资较大或电能消耗大等。目前超声波振动法已在金属及合金的铸锭组织细化方面被研究，但只是大致研究了超声波频率高低对晶粒尺寸的影响。这些研究试验并没有系统全面地研究超声场的具体主要参数，如声强和声阻抗的改变对铱合金凝固组织细化的规律性影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种铱合金铸造组织的晶粒细化方法，特别是提供了一种超声场细化铱合金组织的方法,较为系统的声强具体主要参数，以取得铱合金组织的最佳细化效果。

本发明首次将超声波技术应用于多组元，实验难度较大的焊接用铱合金上，焊接用铱合金是工业生产中最广泛应用的一种铱合金材料。 

本发明提供一种铱合金凝固组织的细化工艺方法，包括铱合金配料经常规的熔化、去渣、除气、精炼各工序，其特征在于在浇注合金过程中施加一个超声场，在铱合金铸模外壁上安装上超声波换能器，在浇铸前打开超声波发生器，并调节超声声强的参数，直到铱合金液体凝固并自然冷却至室温，即可获得晶粒细化、组织均匀的铱合金坯料。加在铱合金浇铸铸模的超声波的频率为35000-40000Hz，超声场的声强为50—550W，平均声阻抗为1.52×10⁷—4.25×10⁷kg/m²·s。

通过超声场的处理，铱合金的凝固组织均可得到不同程度的细化，晶粒的大小对材料的加工性能具有较大的影响。

本发明的优点效果如下：

本发明方法的优点是通过简单的工艺方法和简单的生产设备，可改变和细化铱合金的金相组织，改善铱合金材料的力学性能，利于后续的铸锭的压力加工。

具体实施方式

本发明的内容通过实施例加以详细描述，但不被实施例所限。

本发明先将铱合金配料用常规的工艺方法进行熔化、去渣、除气、精炼后取出合金液，在铱合金液浇铸前打开超声波发生器，调节好超声波的频率、声强，设定好声阻抗。将铱合金液浇入铸模中，使其自然冷却至室温，即可获得晶粒细化、组织均匀的铱合金坯料。

本发明方法所用的铱合金的化学成分为Ir-Cu-Sn-Mn系合金。

本发明方法采用的铱合金接近40IrCuSnMn牌号，其化学成分为：

IrCuSnMnNi余量351852