[发明专利]利用镍基铸造高温合金K4169返回料制备K4169合金的方法

摘要

一种利用镍基铸造高温合金K4169返回料制备K4169合金的方法，对K4169合金返回料预处理后K4169合金返回料一次熔炼，以质量百分比计，按10～50%一次返回料+50～90%新料的方案进行二次熔炼配料，二次熔炼制备返回料合金锭，按10～50%二次返回料+50～90%新料的方案进行三次熔炼配料，三次熔炼制备返回料合金锭，对三次熔炼制备的返回料合金锭均匀化热处理。本发明充分利用了K4169合金返回料，减少了贵金属资源的浪费，通过三次熔炼，制备的K4169合金塑性好、中温强度、持久性能优良，而且稳定性好，达到了新料合金的水平，可广泛应用于多个型号的发动机。

主权项

一种利用镍基铸造高温合金K4169返回料制备K4169合金的方法，其特征在于工艺步骤如下：（1）K4169合金返回料预处理对K4169合金铸件生产过程中产生的返回料即冒口、浇道及废铸件进行吹砂处理；（2）K4169合金返回料一次熔炼采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度≤1.33Pa时，开始升温，控制升温速率为10～15℃/min，当合金表面呈现暗红色时，控制升温速率为10～20℃/min，升温至精炼温度1570～1590℃，控制精炼时间20～30min，精炼后停电，停止加热，至合金液面结膜，然后控制升温速率为15～20℃/min，冲开氧化膜，当温度升至1430～1450℃时，进行浇注；（3）二次熔炼配料对返回料一次熔炼后的料锭进行化学成分分析，以质量百分比计，按10～50%一次返回料+50～90%新料的方案配料，按质量百分比，返回料+新料应符合以下化学组成要求：C0.03～0.07，Cr19.0～20.0，Mo2.95～3.20，Al0.50～0.65，Ti0.85～1.10，Ni52.0～54.0，Nb+Ta4.80～5.30，其余为Fe；如不符合以上要求，则在返回料+新料配料基础上再添加相应元素，按质量百分比，将配料后的元素组成调整为：C0.065，Cr19.5，Mo3.15，Al0.60，Ti1.0，Ni52.5，Nb+Ta5.15，其余为Fe；（4）二次熔炼制备返回料合金锭采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，将一次熔炼返回料锭、新料锭和调整成分添加的元素一同装入坩埚内，当真空度≤0.67Pa时，开始升温，控制升温速率为10～15℃/min，当合金表面呈现暗红色时，控制升温速率为10～20℃/min，升温至精炼温度1570～1590℃，控制精炼时间20～30min，精炼后停电，停止加热，至合金液面结膜，然后控制升温速率为15～20℃/min，冲开氧化膜，当温度升至1430～1450℃时，进行浇注；（5）三次熔炼配料对返回料二次熔炼后的料锭进行化学成分分析，以质量百分比计，按10～50%二次返回料+50～90%新料的方案配料，按质量百分比，二次返回料+新料应符合以下化学组成要求：C0.03～0.07，Cr19.0～20.0，Mo2.95～3.20，Al0.50～0.65，Ti0.85～1.10，Ni52.0～54.0，Nb+Ta4.80～5.30，其余为Fe；如不符合以上要求，则在二次返回料+新料配料基础上再添加相应元素，按质量百分比，将配料后的元素组成调整为： C0.065，Cr19.5，Mo3.15，Al0.60，Ti1.0，Ni52.5，Nb+Ta5.15，其余为Fe；（6）三次熔炼制备返回料合金锭采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，将二次熔炼返回料锭、新料锭和调整成分添加的元素一同装入坩埚内，当真空度≤0.67Pa时，开始升温，控制升温速率为10～15℃/min，当合金表面呈现暗红色时，控制升温速率为10～20℃/min，升温至精炼温度1570～1590℃，控制精炼时间20～30min，精炼后停电，停止加热，至合金液面结膜，然后控制升温速率为15～20℃/min，冲开氧化膜，当温度升至1430～1450℃时，进行浇注；（7）均匀化热处理对三次熔炼制备的返回料合金锭均匀化热处理的工艺条件为：1095℃±10℃，时间2h±5min。