[发明专利]一种GH4151合金的真空感应熔炼浇铸工艺和锭模装置

权利要求书

1.一种GH4151合金的真空感应熔炼浇铸的工艺，其特征在于，所述工艺利用一种GH4151合金的真空感应熔炼浇铸的锭模装置进行，所述锭模装置包括：

模壳（3），所述模壳（3）呈圆筒形并具有用于容纳合金铸锭的腔体（1）；

保温冒口（2），所述保温冒口（2）的形状为平截空心锥体，并且套接在所述模壳（3）的一端；

电磁搅拌装置（4），所述电磁搅拌装置（4）呈圆筒形并套接在所述模壳（3）的没有布置所述保温冒口（2）的位置；

并且所述工艺包括如下步骤：

（1）冶炼前对真空感应炉坩埚进行镍洗，在镍洗后的真空感应炉中进行装料，然后抽真空至真空度小于0.5Pa；

（2）将装料到真空感应炉坩埚中的物料进行电冶炼，所述电冶炼依次包括熔化、精炼、合金化阶段，并使所得合金熔体的温度达到预设温度；熔化阶段真空感应炉功率从420kW逐渐上升至1500kW，历时10至12小时；精炼阶段保持功率在1320kw±50kW条件下，精炼2.5至3.5小时；合金化阶段加入Al、Zr、Nb和Ti，这些元素按质量百分比计为Al3.8%、Zr0.04%、Nb3.4%、Ti2.8%，以保证烧损元素保持在合理化区间，所述合理化区间按质量百分比计为Zr0.02%~0.05%，Ti 2.50%~3.10%，Al 3.5%~4.0%，Nb 3.0%~3.5%，合金化时期熔炼功率为1520±50kW，历时1.5小时；

（3）将锭模装置移至锭模室，抽真空至真空度小于5Pa，充入氩气；

（4）浇铸；

（5）浇铸完成后，搅拌预设时间；

（6）炉冷5~8h，脱模取锭。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述保温冒口（2）的材料选自岩棉、石棉、耐火纤维中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述保温冒口（2）的底面直径比所述模壳（3）的外径大400~500mm，高度为500~600mm，所述保温冒口（2）的内腔直径设置成能够套接在所述模壳（3）的外面。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述模壳（3）由球墨铸铁制得。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述电磁搅拌装置（4）为多对感应线圈，所述感应线圈成对布置在所述模壳（3）的四周，所述感应线圈的高度为2450mm。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：所述电磁搅拌装置（4）为三对线圈：第一感应线圈（40）和第二感应线圈（43）、第三感应线圈（41）和第四感应线圈（44）、第五感应线圈（42）和第六感应线圈（45），并且所述三对线圈中的每一对线圈都串联连接而作为三相交流电的连接端。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

在步骤（2）中，所述预设温度采用热电偶测定，所述预设温度为1405℃~1425℃。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

在步骤（3）中，所述充入氩气的流量为200~220mL/min；

充入氩气的时间为10~15min。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

在步骤（4）中，所述浇铸的速度为8~15kg/s，所述浇铸的时间小于5min；

在步骤（5）中，向所述电磁搅拌装置（4）通以20~50Hz，300~400A的交流电，预设时间为40~60min。