[发明专利]一种控制粉末冶金高温合金母合金中非金属夹杂物的方法

摘要

一种控制粉末冶金高温合金母合金中非金属夹杂物的方法，步骤如下：(1)对金属原材料进行盐酸和超声处理；(2)真空感应熔炼：将Ni、Cr、Co、W、Mo等放入坩埚中抽真空；熔化后加入C、Nb、Ti、Al；充氩气，加入B和Zr，直至合金液再次熔化后浇注到钢模中，得到高温合金铸锭；(3)真空电渣重熔：抽真空至0.01～100Pa，然后充高纯氩气至0.01～0.06MPa；采用含有MgF2和CeO2的渣料，得到精料；(4)真空磁悬浮感应熔炼：将精料放入铜坩埚中；熔化后进行快速凝固，去除铸锭上端面的夹杂物；再次真空磁悬浮感应熔炼，冷却后去掉上端面的夹杂物，得到高纯粉末冶金高温合金母合金。本发明可使粉末冶金高温合金母合金中非金属夹杂物的尺寸和数量都显著下降，并且分布更加均匀。

主权项

1.一种控制粉末冶金高温合金母合金中非金属夹杂物的方法，其特征在于其化学成分范围包括《GB/T 14992‑2005高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》标准中的粉末冶金高温合金以及其它非标准牌号粉末冶金高温合金；具体工艺步骤为：(1)原材料表面预处理：以块状纯镍、纯铬、纯钴、纯钨、纯钼、纯铌、纯铝、纯钛、纯铁、高纯石墨以及硼、锆作为原材料，各种原材料的纯度均大于99.9％；金属原材料在5vol.％盐酸水溶液中进行预处理，去除表面氧化物，预处理时间为20～40min；将盐酸处理后的各种金属原材料放在无水乙醇中进行超声处理，处理时间为10～20min；(2)真空感应熔炼：按比例称取步骤(1)中各种原材料，先将与O、N亲和力较低的元素Ni、Cr、Co、W、Mo等金属块放入真空感应熔炼的坩埚中，进行熔炼；熔化后加入C、Nb、Ti、Al、B、Zr，最后浇注到钢模中，得到自耗电极；坩埚材质为氧化铝；(3)真空电渣重熔：用质量比为0.9:1～1.1:1的CaF2与TiO2制备引弧剂；采用固态启动；渣料配比为10～30wt.％CaO，10～30wt.％Al2O3，1～3wt.％TiO2，5～10wt.％MgF2，1～6wt.％CeO2，余量CaF2；渣料进行预熔处理，并机械粉碎成粒度为1～15mm的颗粒，然后铺在结晶器底部；结晶器内径为110～160mm；放入步骤(2)制备的自耗电极；抽真空至0.01～100Pa，然后充高纯氩气至0.01～0.06MPa；化渣起弧；引弧电流为800～1500A，正常冶炼电流为2000～3000A，电压35～45V；将真空电渣重熔锭切成适当的大小，进行表面打磨或机械加工，去除氧化皮、渣皮，得到精料，为真空磁悬浮感应熔炼做准备；(4)真空磁悬浮感应熔炼：将步骤(3)制备的抽真空至5×10‑3Pa，然后充入高纯氩气至0.01Pa，该步骤重复三次以清洗真空室；进行熔化，熔化温度为1350～1450℃，保温时间为10～20min。