[发明专利]一种K418母合金冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种K418母合金的冶炼工艺，属于母合金材料制作设计技术领域。

背景技术

母合金作为一种半成品，是金属工业中重要的原材料。将各元素按照一定工艺的熔化与重新组合，将不同的元素合金化与成分的调节并进行浇注和凝固从而达到所需要的合金性能的目的，这些性能包括耐高温性、抗拉伸性等等。

在现代社会，母合金被广泛使用，是船舶、舰艇的柴油发动机涡轮增压热端部件中不可替代的关键材料。但是对现有母合金要求越来越高，要求纯净度高，对固体、气体等杂志要求更低，尤其氢的高低在材料使用中，对疲劳产生的裂纹起着决定的作用。从而并不能去充分满足船舶、舰艇的柴油发动机涡轮增压对耐高温、抗拉伸、持久等性能越来越大的需求，效果不理想。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有母合金性能的不足，提供一种耐高温、抗拉伸、持久力强且性能优异、含氢量极低的K418母合金冶炼工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种K418母合金冶炼工艺，其特征包括以下操作步骤：

（1）将原料放置于电炉烘干机中去除水份，所述的原料为：C≤0.14%，Cr13.2%，Mo4.2%，N_b 2.1%，Al6.30%，Ti0.85%，B0.01%，Zr0.11%，其余为Ni；其中，C、Cr、B、Zr、Al、Ti在电炉烘干机中的烘烤温度为400℃，烘烤时间为3小时，Mo、N_b在电炉烘干机中的烘烤温度为100℃，烘烤时间为3小时；

（2）将去除水份后的原料装入真空中频感应熔炼炉内；其中， C、Ni、N_b、Cr、Mo装入真空中频感应熔炼炉的坩埚内； Al、Ti装入真空中频感应熔炼炉的小料斗内， B、Zr装入真空中频感应熔炼炉的小料仓内；

具体为，用于脱氧的C分两次全部装入坩埚内，分别放置于坩埚的底部和中部； Ni分别放置在坩埚的底部、中部、上部；N_b、Mo放置在坩埚中部，且N_b、Mo远离坩埚壁； Al、Ti装入真空中频感应熔炼炉的小料斗内， B、Zr依次装入真空中频感应熔炼炉的小料仓内；

（3）原料在真空中频感应熔炼炉内熔化得到钢水；具体为，将真空中频感应熔炼炉合炉；启动机械泵、罗茨真空泵、油增压泵，使真空中频感应熔炼炉抽真空；对真空中频感应熔炼炉送电，使原料在真空中频感应熔炼炉内熔化，溶清末，原料温度达到1580℃；

（4）将熔化后的钢水在真空中频感应熔炼炉内精炼以实现合金化；具体为，精炼 28分钟，精炼温度保持在1540℃-1560℃，精练结束后，关闭真空中频感应熔炼炉，将精炼后的钢水在真空中频感应熔炼炉内冷膜，冷膜温度降至1520℃时，

缓慢将小料斗内的Al、Ti加入坩埚内，对熔炼炉增加150KW功率后摇炉5-6次后再冷膜，接着缓慢将小料仓内的B、Zr加入坩埚内，对熔炼炉增加150KW功率后，将坩埚反复倾动，从而进一步去除气体、排渣，对原料合金化；

（5）将步骤（4）精炼合金化后的钢水浇注成型得到K418母合金。

步骤（1）中所述的Cr为低硅的。

步骤（1）中所述的Zr为海绵锆。

步骤（1）中所述的Ti为海绵钛。

步骤（1）中所述原料中， B用的是镍硼合金。

步骤（2）中所述真空中频感应熔炼炉的坩埚内装料时，原料自底而上由紧密渐松，防止熔化时产生架桥现象。

所述的操作步骤还包括将浇注成型得到的K418母合金的表面进行打磨，将K418母合金表面氧化层去除。

步骤（5）中精炼合金化后的钢水浇注成型得到K418母合金在模具使用前需烘烤500℃，保温3小时。

通过本发明，提供了一种K418母合金的冶炼工艺，此冶炼工艺炼出的K418母合金，纯净度高、杂质少、成份很均匀，机械性能很好；用镍硼合金控制Fe的成份，达到硼的成份，含量均匀。

本发明中，采用优质的材料， Cr、Mo、N_b 、Al、Ti、B、Zr、Ni都是一级的材料，同时使用先进的工艺，首先去除表面氧化物，然后去氢除里，保证精炼的时间恰当，充分发挥C、Al、Ti、B、Zr的脱氧、脱氢、脱氮作用，并进行多次摇炉、冷膜。采用好的设备真空中频感应熔炼炉，真空度高，最后能达到负2。

通过本发明的工艺，加工出来的K418母合金的氢（H）含量低至0.00006%。