[发明专利]一种通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法

权利要求书

1.一种通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，将造渣冶金深脱硫工艺和电子束精炼技术相结合，利用脱S反应发生在3CaO·A1₂O₃熔渣与合金液的界面上的原理，通过在原料底部添加CaO-A1₂O₃-CaF₂系渣剂，依靠熔渣上浮脱硫的过程，对镍基高温合金熔体进行深脱硫；利用电子束诱导凝固技术对夹杂物及渣剂进行诱导去除；

包括如下步骤：

S1、高温合金原材料的预处理：

S11、所述原材料为FGH4096合金；

S12、利用线切割车床将所述原材料切割成长度为60mm、宽度为20mm、高度为20mm的块体；

S13、使用砂轮机对切割后的所述原材料进行打磨抛光，去除表面的夹杂粘连和氧化皮杂质，确保所述原材料表面光亮清洁；

S14、对打磨后的所述原材料进行清洗；超声清洗完毕后，将清洗后的所述原材料放置于烘干箱中，期间防止粘附灰尘和其它杂质，在80℃温度条件下烘干10min，待电子束精炼使用；

S2、电子束精炼提纯镍基高温合金：

S21、对电子束熔炼炉炉体及炉壁进行清理；

S22、对水冷铜坩埚进行清理；

S23、将制备的渣剂放置在水冷铜坩埚底部，将预处理后的所述原材料放置在渣剂的上部，确定一切准备就绪且炉体清洁后关闭炉门准备精炼；

S24、对电子束熔炼炉熔炼室和电子枪室进行真空预抽，达到目标真空度；达到目标真空度后，对电子枪进行预热；

S25、预热完毕后，以电子束环形扫描路径熔炼所述原材料；

S26、观察所述原材料是否熔化，待水冷铜坩埚中原材料完全熔化并与渣剂充分混合后，对所述原材料进行精炼20min，使得高温合金熔体中的硫杂质与渣剂充分反应；

S27、精炼过程完毕后，控制电子束精炼参数，使脱硫产物和渣剂迁移到铸锭上表面边缘处；

S28、关闭电子枪高压电源，增加电子枪束流至60mA，待高压值降为0kV后关闭电子枪电源，使合金锭在水冷铜坩埚中充分凝固并冷却2h；

S29、待炉体和铸锭冷却2h后取出电子束精炼的FGH4096合金铸锭，切除铸锭表面最后凝固区域的夹杂物和渣剂富集部分，得到高纯的FGH4096高温合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，所述步骤S14的具体步骤如下：

将打磨后的FGH4096合金块放置在烧杯中，向烧杯中加入足量的酒精使其可以覆盖合金块，将烧杯放置在超声清洗机内，使用超声清洗机对其进行超声清洗三次，去除合金块表面粘附的油污杂质；

超声清洗完毕后，将烧杯中酒精沥干，放置于烘干箱中，期间防止粘附灰尘和其它杂质，在80℃温度条件下烘干10min，待电子束精炼使用。

3.根据权利要求1所述的通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，所述步骤S21的具体步骤如下：

先使用粗砂纸和刷子清理电子束熔炼炉炉体及炉壁污染物，然后将碳毡覆盖在坩埚周围易迸溅位置上，防止电子束精炼过程中合金熔滴的迸溅对设备造成损害。

4.根据权利要求1所述的通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，所述步骤S22的具体步骤如下：

先后使用400#、800#、1500#和2000#砂纸对水冷铜坩埚进行打磨抛光，然后用酒精棉擦洗水冷铜坩埚，保证水冷铜坩埚清洁无污染后，使用吹风机烘干酒精，确保坩埚保持干燥。

5.根据权利要求1所述的通过造渣促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，所述步骤S23中，所述渣剂为熔渣成分比例为CaO:Al₂O₃:CaF₂＝45:30:25，含量占合金熔液2％的造渣粉末材料。