[发明专利]一种变形高温合金铸锭的制备方法

说明书

本发明公开一种变形高温合金铸锭的制备方法，采用原料预处理+真空感应熔炼+热装退火+电渣重熔+热装退火+真空自耗+热装退火的制备工艺，其中，原料预处理提高和改善了冶炼炉料的洁净度，真空感应熔炼能够获得成分均匀的电极，电渣重熔能够进一步降低夹杂物，使铸锭组织更加致密，得到质量更加优异的电极锭，真空自耗重熔进一步使合金铸态枝晶组织细化以及组织均匀化，能够实现很好的补缩效果，避免产生严重偏析、疏松、缩孔等冶金缺陷，每一步熔炼后的热装退火能够防止电极或重熔锭在冷却过程出现裂纹，最终得到表面质量好、无裂纹缺陷、铸态枝晶组织细小、低偏析、低应力的优质铸锭，提高了铸锭的合格率，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于金属材料制造技术领域，涉及一种变形高温合金铸锭的制备方法，尤其涉及一种高合金化的变形高温合金优质铸锭的制备方法。

背景技术

随着先进航空发动机推重比的提高，其涡轮前温度越来越高，相应地，要求涡轮盘的使用温度更高。因此，要求制作涡轮盘的高温合金(如GH4151、GH4720Li、GH4065等)具有更加优异的承温能力和良好的综合性能。此类涡轮盘高温合金具有很高的合金化程度，该类合金含固溶强化元素总量较高，同时，沉淀强化元素含量高，此外，合金主要强化相γ′相含量通常高于45％。这种高合金化的成分特点和合金特性，对合金铸锭的组织低偏析及细化、低铸造应力、低冶金缺陷的控制带来很大难度，在真空感应+真空自耗或真空感应+电渣重熔等传统熔炼工艺下，合金铸锭易于产生裂纹等冶金缺陷，铸锭报废率高、合格率低。

发明内容

本发明的目的是：公开一种变形高温合金铸锭的制备方法，以解决在目前传统工艺导致合金铸锭易于产生裂纹等冶金缺陷，铸锭报废率高、合格率低的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种变形高温合金铸锭的制备方法，包含以下步骤：

步骤一、把冶炼用原料装入真空感应炉中熔炼，熔炼末期在熔模内浇注成电极棒，保持电极棒在炉内停留一定时间，并控制电极棒表面温度不低于400℃，随后脱模；

步骤二、把脱模后的电极棒，迅速转入预先预热至400℃的退火炉内进行退火处理；

步骤三、对真空感应电极棒扒皮、切除冒口后，进行电渣重熔，保持电渣锭在炉内停留时间40min～60min，并保持电渣锭表面温度不低于400℃；对电渣锭进行脱模；

步骤四、电渣锭装炉进行退火处理：脱模后的电渣锭立即转移至预先加热至400℃的退火炉内进行退火处理，转移入炉时间≤5min；

步骤五、对电渣锭切除头尾、机加工扒皮后，进行真空自耗重熔，保持自耗锭在炉内停留时间30min～50min，表面温度不低于400℃后出炉；

步骤六、把从真空自耗炉中出炉的自耗锭趁热装入预先加热至400℃的退火炉内进行退火处理。

步骤一熔炼过程控制全熔温度：1530℃～1580℃，控制钢液精炼温度：1500℃～1570℃。

步骤二中退火理的具体操作为：将电极棒升温到650℃～750℃，保温4h～6h，炉冷至100℃以下出炉。

步骤三中所述电渣重熔的过程为：

在电极棒底部切取制备引弧板、引弧块；预先在电渣渣料混入50g～70g铝豆，送电起弧，加渣，进行电渣重熔，在电渣重熔末期对电渣锭进行补缩获得电渣锭。

步骤三中所述电渣渣料为五元预熔渣系渣料；所述五元预熔渣系重量配比为Al₂O₃：19％～25％，TiO₂：2.0％～4.0％，CaO：17％～23％，MgO：4.0～6.0％，余量为CaF₂。