[发明专利]一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法

摘要

本发明公开了一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法。根据合金成分，选择金属原料进行配比，熔炼成合金初始棒材，放入定向凝固坩埚，合金初始棒材与定向凝固坩埚的间隙中填充满造渣剂；定向凝固坩埚放入定向凝固装置，通过感应线圈加热，使合金初始棒材与造渣剂区域熔化，熔化的造渣剂阻止了合金中易挥发成分的挥发，同时造渣剂与合金中杂质反应形成熔渣；定向凝固装置相对感应线圈向下运动，完成整个合金初始棒材的区域熔化和定向凝固，熔渣不断形成并上浮，最终留在合金顶部后除去。采用这种定向凝固方法，大幅降低了合金在凝固过程中易挥发元素的挥发损耗，同时去除杂质和气孔，获得了成分接近设计成分且轴向分布均匀的合金。

主权项

一种用于易挥发元素合金的区域熔化定向凝固方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据合金成分，选择金属原料进行配比；（2）将所述金属原料混合精炼，制成合金初始棒材，所述合金初始棒材的外径小于定向凝固坩埚的内径；（3）选用合适的造渣剂，所述造渣剂熔点应低于所述合金熔点，所述造渣剂密度应小于所述合金密度；（4）所述合金初始棒材竖直插入所述定向凝固坩埚中，所述合金初始棒材与所述定向凝固坩埚之间的空隙均匀填充满所述造渣剂；（5）所述定向凝固坩埚放入高真空区域熔化液态金属冷却定向凝固装置中；（6）所述高真空区域熔化液态金属冷却定向凝固装置的感应线圈通电，加热所述定向凝固坩埚，所述合金初始棒材受热区域熔化，所述造渣剂受热区域熔化，所述造渣剂的熔化区域大于所述合金初始棒材的熔化区域，所述造渣剂与所述合金初始棒材中的杂质反应形成熔渣；（7）引导所述定向凝固坩埚相对于所述感应线圈向下运动，所述熔渣不断形成并上浮，最终到达合金棒材顶部后除去，完成整个所述合金初始棒材的区域熔化与定向凝固。