[发明专利]用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼方法

说明书

本发明公开一种用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼方法，其中，包括：母料制备步骤，其中，先将纯金属炉料投入真空感应炉初次熔炼，以使形成的镍基合金母料包括以质量百分比计的如下合金元素：Cr：15.00～35.00％，Mo：0～10.00％，Nb：0～5.50％，Fe：0～20.00％，Al：0～1.50％，Ti：0～1.50％，余量为Ni及其它杂质；然后，将初次熔炼后产生的第一熔融金属液浇铸成真空感应锭；电子束冷床炉重熔步骤，其中，将真空感应锭放入电子束冷床炉内，在真空度≤10^‑3Pa后开始二次熔炼，在二次熔炼过程中保持真空度≤10^‑2Pa，电子枪功率300～500kw，然后，将二次熔炼后产生的第二熔融金属液引入水冷结晶器，拉锭速度5～15mm/min，以使第二熔融金属液凝固成已重熔铸锭，然后冷却所述已重熔铸锭；均质化处理步骤。

技术领域

本发明涉及有色冶金工业技术领域，尤其涉及一种用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼 方法。

背景技术

一般而言，镍基合金对化学成分和钢质纯净度要求高，因此冶炼工序至关重要。国内外对于镍基合金的熔炼普遍使用VIM(真空感应炉)进行一次熔炼，采用ESR(电渣 炉)或VAR(真空自耗炉)进行二次熔炼，有时为了达到高纯净度要求，甚至还需要 VIM+ESR+VAR三联工艺进行冶炼。由于冶炼设备特点，VIM、ESR、VAR冶炼镍基合 金均采用圆锭。然而，圆锭改锻板坯过程中普遍存在变形难度大、成材率低、成本高等 缺陷。

电子束冷床炉熔炼方法(EBCHM，electron beam cold hearth melting)是自20世纪 60年代发展起来的新型技术，通常是将电子束与冷炉床结合，在高真空下进行熔炼的冶金技术。现有技术中，电子束冷床炉(EB)熔炼主要用于优质钛及钛合金锭坯的生产中。 与传统的真空自耗电弧熔炼相比，EB熔炼具有能去除高、低密度夹杂物，直接生产出诸 如圆形、方形、矩形截面的铸锭等许多优点。然而，目前尚未出现将EB炉应用于镍基 合金熔炼以提高镍基合金纯净度，获得矩形截面铸锭生产板材等记载。

因此，本领域需要一种用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼方法，其可消除或至少缓解 上述现有技术中的全部或部分缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于镍基合金的 电子束冷床炉熔炼方法，其可通过将电子束冷床炉熔炼方法应用于制造镍基合金，以提高 镍基合金纯净度，减少杂质。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。

为此，根据本发明一实施例，提供一种用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼方法，其中，包括：

母料制备步骤，其中，先将纯金属炉料投入真空感应炉进行初次熔炼，以使形成的镍基合金母料包括以质量百分比计的如下合金元素：Cr：15.00～35.00％，Mo：0～10.00％，Nb：0～5.50％，Fe：0～20.00％，Al：0～1.50％，Ti：0～1.50％，余量为Ni及其它杂质；然后，将所述初次熔炼后产生的第一熔融金属液浇铸成真空感应锭，以获得期望的镍基合 金母料；

电子束冷床炉重熔步骤，其中，将真空感应锭放入电子束冷床炉内，在真空度≤10^-3Pa后开始二次熔炼，然后，在所述二次熔炼过程中保持真空度≤10^-2Pa，并且，电子 束冷床炉的电子枪功率介于300～500kw范围内，然后，将所述二次熔炼后产生的第二熔 融金属液引入配置有拉锭机构的水冷结晶器，拉锭速度介于5～15mm/min范围内，以使 第二熔融金属液凝固成已重熔铸锭，然后冷却所述已重熔铸锭；

均质化处理步骤，其中，将所述已重熔铸锭进行均质化热处理，以获得期望的镍基合金铸锭。