[发明专利]一种金属材料的冶炼方法

说明书

本发明是关于一种金属材料的冶炼方法，涉及金属冶炼技术领域。主要采用的技术方案为：一种金属材料的冶炼方法，包括如下步骤：制作可拆卸的坩埚内层：在坩埚本体的内壁上安装多个坩埚内层模块，且多个坩埚内层模块形成可拆卸的坩埚内层，得到双层坩埚；其中，所述坩埚内层模块由对金属液具有净化作用的材质制成；冶炼金属材料步骤：将金属材料放置在所述双层坩埚中进行冶炼。本发明主要用于确保金属材料的冶炼纯净度、且能降低冶炼成本。

技术领域

本发明涉及一种金属冶炼技术领域，特别是涉及一种金属材料的冶炼方法。

背景技术

镍基高温合金是制造航空发动机热端部件的关键材料；镍基高温合金的性能对航空发动机起到非常关键的作用。其中，镍基高温合金的性能主要取决于母合金的冶炼质量，因此，如何获得高纯度高品质的母合金是非常重要的。此外，合金中较高含量杂质元素会在凝固过程中会形成氧化物、氮化物等夹渣，堵塞合金熔体补缩通道，导致铸造合金零件形成显微疏松，减低零件的合格率；因此，需要将合金中氧、氮及硫的含量控制在较低的水平。

现有技术中，在冶炼母合金时，主要采用氧化钙坩埚或氧化锆坩埚并添加钙的措施，来控制母合金中杂质的含量。但是，本发明的发明人发现该现有技术至少存在如下技术问题：

(1)坩埚多次使用后，其杂质脱除能力减弱，并且坩埚在冶炼上一批金属材料后，金属材料中的杂质富集在坩埚内壁，影响下一次冶炼金属材料的纯净度，从而导致冶炼金属材料的批次稳定性差。更换新的坩埚存在成本高、周期长的问题。

(2)氧化钙坩埚、氧化锆坩埚的制备成本高；氧化钙坩埚的制备成本高、生产周期长，且存储困难；氧化锆坩埚的制备工艺在国内不成熟，大部分为进口，因此氧化锆坩埚存在成本高、运输周期长等问题。

(3)现有技术在冶炼过程中不能对金属熔体的温度进行实时监测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属材料的冶炼方法，主要目的在于确保金属材料的冶炼纯净度、且能降低冶炼成本。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种金属材料的冶炼方法，其中，包括如下步骤：

制作可拆卸的坩埚内层：在坩埚本体的内壁上安装多个坩埚内层模块，且多个坩埚内层模块形成可拆卸的坩埚内层，得到双层坩埚；其中，所述坩埚内层模块由对金属液具有净化作用的材质制成；

冶炼金属材料步骤：将金属材料放置在所述双层坩埚中进行冶炼。

优选的，在所述制作可拆卸的坩埚内层的步骤中：使坩埚内层设有容置槽，且在容置槽中放置含钙的脱杂净化剂；其中，含钙的脱杂净化剂位于所述坩埚本体的内底部上或靠近所述坩埚本体的内底部，以在所述冶炼金属材料步骤中，钙元素穿过所述坩埚内层模块之间的间隙渗透到金属液中，净化金属液；优选的，所述含钙的脱杂净化剂包括内层和外层，所述外层包裹所述内层；其中，所述外层为高熔点金属，所述内层为钙或钙合金；优选的，所述高熔点金属为钨、钽、钼中的一种或几种。

优选的，所述制作可拆卸的坩埚内层的步骤，包括：将多个所述坩埚内层模块放置在所述坩埚本体内，并与所述坩埚本体的内壁贴合，通过堆砌的方式形成所述坩埚内层，得到双层坩埚；优选的，所述坩埚内层模块的体积不超过100cm³。

优选的，所述制作可拆卸的坩埚内层的步骤，还包括：对所述双层坩埚进行烧结处理，以提高所述坩埚本体与所述坩埚内层的结合力；优选的，在所述烧结处理的步骤中：先以15-50℃/分钟的升温速率升温至950-1050℃，保温0.5-1h后，再以10-30℃/分钟的升温速率升温至1200-1300℃，保温2-4小时。