[发明专利]一种镍基高温合金电渣重熔渣系

说明书

技术领域

本发明涉及镍基高温合金冶炼领域，特别涉及一种镍基高温合金电渣重熔渣系。

背景技术

镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50％)在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。

电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。电渣重熔工艺可提纯金属并获得洁净组织均匀致密的电渣重熔钢锭。经电渣重熔的合金，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、合金锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣重熔渣系的选择及组分配比是影响电渣重熔质量的主要因素。

目前用于电渣重熔镍基高温合金广泛使用的渣系是CaF₂-Al₂O₃渣系，其配比组成是CaF₂：70％+Al₂O₃：30％。这种电渣重熔渣系具有如下缺陷：1.各成分不在低熔共晶点上，熔点偏高；2.渣系的电导率高，重熔电耗高；3.经电渣重熔的钢锭中夹杂物以脆性铝酸盐及刚玉为主，影响电渣重熔钢锭的塑性和韧性等性能。

为了克服上述CaF₂-Al₂O₃渣系的缺陷，人们开发了CaF₂-CaO-Al₂O₃三元渣系，用CaO取代一定量的CaF₂和Al₂O₃。加入的CaO增大渣系的碱度，能提高渣系的脱硫效率，在CaO加入量为40％情况下，脱硫率最高可达到85％，且降低渣系的电导率，重熔电耗较低。但这类CaF₂-CaO-Al₂O₃三元渣系具有以下不足：

1.由于加入的CaO吸水性强，熔炼过程中易带入氢、氧元素，使电渣重熔的钢锭中氧化物夹杂物数量增多，影响合金性能。

2.含CaO的电渣重熔渣系透气性强，导致重熔过程中液滴中的易氧化元素被烧损，难以精确控制合金成分。

3.含CaO的电渣重熔渣系由于吸水性强且透气性好，容易引起电渣重熔的钢锭产生气孔缺陷，影响钢锭质量及后续的加工性能。

因此，如何配置一种用于镍基高温合金的电渣重熔渣系，使经电渣重熔的合金纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍基高温合金电渣重熔渣系，该渣系不含CaO，使用这种渣系对镍基高温合金进行电渣重熔时，重熔得到的钢锭氧含量低、非金属夹杂物少，能有效提高电渣重熔钢锭表面及内部质量，增强电渣重熔钢锭后续的可加工性能。

本发明的技术方案是：一种镍基高温合金电渣重熔渣系，该渣系各组分的重量百分比为：

上述镍基高温合金电渣重熔渣系各组分的优选重量百分比为：

所述杂质包含MnO、TiO₂、CaO、FeO，其中MnO≤0.2％，TiO₂≤0.2％，CaO≤0.1％，FeO≤0.3％。

本发明提供的镍基高温合金电渣重熔渣系中含有组分MgO，组分MgO在渣池表面形成一层半凝固膜，将渣池与外界空气隔开，防止渣池吸氧，避免渣系中变价氧化物向金属熔池内传递供氧，使冷却得到的重熔电渣钢锭中氧、氢、氮含量降低。此外，组分MgO形成的半凝固膜还可减少渣系向大气辐射的热损失，提高电能利用率。若渣系中组分MgO含量过低无法实现上述有益效果，若渣系中组分MgO含量过高，会导致熔渣的粘度升高，从而导致脱硫效果差等问题。故，通常将组分MgO含量控制在15％以内。