[发明专利]一种电子束精炼与冷源吸杂结合制备高纯镍基高温合金的方法

权利要求书

1.一种电子束精炼与冷源吸杂结合制备高纯镍基高温合金的方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、原材料的预处理

S11、所述原材料为棒状合金或片状合金；

S12、对所述原材料进行表面处理，去除表面氧化层；

S13、随后对所述原材料进行清洗：分别用去离子水与酒精冲洗所述原材料；

S14、清洗完毕后利用吹风机冷风将所述原材料吹干，待电子束精炼时使用；

S2、电子束精炼及冷源吸杂

S21、对电子束精炼用水冷铜坩埚进行打磨与酒精擦拭，以保证水冷铜坩埚清洁无污染；

S22、将预处理后的所述原材料安装于电子束熔炼炉水平送料机构上，通过调节水平送料机构，使得所述原材料的进料端位于水冷铜坩埚上方；

S23、清理电子束熔炼炉的炉体及炉壁污染物，确认清洁后关闭炉门；

S24、打开电子束熔炼炉，将炉体与枪体抽至目标真空状态：炉体的真空度要求为小于5×10^-2Pa，枪体的真空度要求为小于5×10^-3Pa；

达到目标真空度后启动左右两侧电子枪，使其束流为120mA，预热12分钟；

S25、预热完毕后将电子枪束流调至0，启动高压，待高压稳定后缓慢增加左侧电子枪束流至500mA，电子束束斑半径调至5mm×5mm，保持左侧电子枪参数不变，调节扫描路径熔化所述原材料，待所述原材料开始熔化后启动水平送料机构，调节档位至慢速档，使其送料速度为20mm/min；

S26、熔化10min后停止送料并将左侧电子枪束流减小至0，缓慢增加右侧电子枪束流至500mA，保持电子束束斑半径为15mm×15mm，调节束流扫描路径，使用右侧电子束精炼水冷铜坩埚中的已熔化的所述原材料；

S27、精炼10min后采用缓慢降束的方式逐渐减小右侧电子枪束流大小至0，同时收缩电子束束斑半径至0mm×0mm，并且收弧至铸锭的边缘区域，即收弧区，其中，右侧电子枪的降束速率为100mA/min，电子束束斑的收缩速率为3/min；

S28、在收弧区即将凝固时通过操作手柄将冷源杆插入收弧区，并缓慢搅动，使得夹杂逐渐富集于冷源杆上，并在铸锭完全凝固之前拔出冷凝杆；

S29、待铸锭完全凝固后启动垂直拉锭机构，调节档位至慢速档：10mm/min，当其垂直运动1min后停止垂直拉锭机构；

S210、缓慢增加左侧电子枪束流至500mA，电子束束斑半径为5mm×5mm，待所述原材料开始熔化后启动水平送料机构，调节档位至慢速档，使其送料速度为20mm/min，

S211、反复重复步骤S26～S210，直至水平送料机构运动至最大行程，之后，将左侧电子枪束流调节至0，缓慢增加右侧电子枪束流至500mA，保持电子束束斑半径为15mm×15mm，调节束流扫描路径，使用右侧电子束精炼水冷铜坩埚中的已熔化的所述原材料；

S212、精炼10min后采用缓慢降束的方式逐渐减小右侧电子枪束流大小至0，同时收缩电子束束斑半径至0mm×0mm，并且收弧至铸锭的边缘区域，即收弧区，其中，右侧电子枪的降束速率为100mA/min，电子束束斑的收缩速率为3/min；

在收弧区即将凝固时通过操作手柄将冷源杆插入收弧区，并缓慢搅动，使得夹杂逐渐富集于冷源杆上，并在铸锭完全凝固之前拔出冷凝杆；

S213、关闭左侧电子枪高压与右侧电子枪高压，增加束流至60mA，使高压值为0后关闭左侧电子枪与右侧电子枪；

S214、待炉体与枪体冷却2h后取出电子束精炼的铸锭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述棒状合金为棒状718合金；所述片状合金为片状718合金。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述棒状合金的直径为20-50mm，长度为1m。