[发明专利]一种电子束精炼与冷源吸杂结合制备高纯镍基高温合金的方法

摘要

本发明公开了一种电子束精炼与冷源吸杂结合制备高纯镍基高温合金的方法，其特征在于具有如下步骤：S1、原材料的预处理；S2、电子束精炼及冷源吸杂。本发明在电子束精炼提高高温合金纯净度的基础上，实现了低密度夹杂高效去除。电子束精炼与冷源吸杂相结合，缩短了大尺寸优质高温合金铸锭的生产周期，合金的制备得率由传统方法的低于60％提高至85％以上，降低了生产成本。

主权项

1.一种电子束精炼与冷源吸杂结合制备高纯镍基高温合金的方法，其特征在于具有如下步骤：S1、原材料的预处理S11、所述原材料为棒状合金或片状合金；S12、对所述原材料进行表面处理，去除表面氧化层；S13、随后对所述原材料进行清洗：分别用去离子水与酒精冲洗所述原材料；S14、清洗完毕后利用吹风机冷风将所述原材料吹干，待电子束精炼时使用；S2、电子束精炼及冷源吸杂S21、对电子束精炼用水冷铜坩埚进行打磨与酒精擦拭，以保证水冷铜坩埚清洁无污染；S22、将预处理后的所述原材料安装于电子束熔炼炉水平送料机构上，通过调节水平送料机构，使得所述原材料的进料端位于水冷铜坩埚上方；S23、清理电子束熔炼炉的炉体及炉壁污染物，确认清洁后关闭炉门；S24、打开电子束熔炼炉，将炉体与枪体抽至目标真空状态：炉体的真空度要求为小于5×10‑2Pa，枪体的真空度要求为小于5×10‑3Pa；达到目标真空度后启动左右两侧电子枪，使其束流为120mA，预热12分钟；S25、预热完毕后将电子枪束流调至0，启动高压，待高压稳定后缓慢增加左侧电子枪束流至500mA，电子束束斑半径调至5mm×5mm，保持左侧电子枪参数不变，调节扫描路径熔化所述原材料，待所述原材料开始熔化后启动水平送料机构，调节档位至慢速档，使其送料速度为20mm/min；S26、熔化10min后停止送料并将左侧电子枪束流减小至0，缓慢增加右侧电子枪束流至500mA，保持电子束束斑半径为15mm×15mm，调节束流扫描路径，使用右侧电子束精炼水冷铜坩埚中的已熔化的所述原材料；S27、精炼10min后采用缓慢降束的方式逐渐减小右侧电子枪束流大小至0，同时收缩电子束束斑半径至0mm×0mm，并且收弧至铸锭的边缘区域，即收弧区，其中，右侧电子枪的降束速率为100mA/min，电子束束斑的收缩速率为3/min；S28、在收弧区即将凝固时通过操作手柄将冷源杆插入收弧区，并缓慢搅动，使得夹杂逐渐富集于冷源杆上，并在铸锭完全凝固之前拔出冷凝杆；S29、待铸锭完全凝固后启动垂直拉锭机构，调节档位至慢速档：10mm/min，当其垂直运动1min后停止垂直拉锭机构；S210、缓慢增加左侧电子枪束流至500mA，电子束束斑半径为5mm×5mm，待所述原材料开始熔化后启动水平送料机构，调节档位至慢速档，使其送料速度为20mm/min，S211、反复重复步骤S26～S210，直至水平送料机构运动至最大行程，之后，将左侧电子枪束流调节至0，缓慢增加右侧电子枪束流至500mA，保持电子束束斑半径为15mm×15mm，调节束流扫描路径，使用右侧电子束精炼水冷铜坩埚中的已熔化的所述原材料；S212、精炼10min后采用缓慢降束的方式逐渐减小右侧电子枪束流大小至0，同时收缩电子束束斑半径至0mm×0mm，并且收弧至铸锭的边缘区域，即收弧区，其中，右侧电子枪的降束速率为100mA/min，电子束束斑的收缩速率为3/min；在收弧区即将凝固时通过操作手柄将冷源杆插入收弧区，并缓慢搅动，使得夹杂逐渐富集于冷源杆上，并在铸锭完全凝固之前拔出冷凝杆；S213、关闭左侧电子枪高压与右侧电子枪高压，增加束流至60mA，使高压值为0后关闭左侧电子枪与右侧电子枪；S214、待炉体与枪体冷却2h后取出电子束精炼的铸锭。