[发明专利]高铬K4648镍基铸造合金返回料的熔炼方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高铬K4648镍基铸造合金返回料的熔炼方法。

背景技术

高铬K4648镍基铸造合金是一种新型的高铬时效强化镍基铸造高温合金，铬含量高达32~35%，在高温下不仅具有较高的强度，而且具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能，主要用于制作在1000℃以下工作的航空发动机用导向叶片，或整铸导向类精铸件，以及其他承受高温下中等压力、抗氧化和抗热腐蚀要求较高的零部件。

高铬K4648镍基铸造合金在航空发动机精铸件的生产过程中用量较大，且合金的利用率约为22%，产生大量的浇注系统废料和部分废铸件，由于合金中的Ni、W、Mo、Nb等都属于昂贵金属，因此如何回收利用这些废料是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种高铬K4648镍基铸造合金返回料的熔炼方法，针对高铬K4648镍基铸造合金的精铸件在生产过程中产生的废料量较大的问题，通过将废料重新熔炼并调节成分，重新制成高铬K4648镍基铸造合金。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将高铬K4648镍基铸造合金在制备铸件时产生的返回料和/或废铸件进行滚磨和吹砂处理，去除表面的锈蚀、模壳和杂质；

2、将经过表面吹砂处理的返回料和/或废铸件置于真空熔炼炉中，在真空条件下加热至1530±10℃，待全部返回料和/或废铸件熔化后在1530±10℃和真空条件下进行第一次精炼20~40min，第一次精炼结束后停止加热自然降温至金属液表面结膜；将结膜的物料加热至1450±10℃冲膜，然后进行浇注获得一次料锭；

3、分析一次料锭的成分；

当一次料锭的成分符合按重量百分比含Cr32~35%，Mo2.3~3.5%，Al0.7~1.3%，Ti0.7~1.3%，W4.3~5.5%，Nb0.7~1.3%，C0.05~0.08%，B0.002~0.004%，Ce0.01~0.03%，Ca0.01~0.02%，Y0.02~0.04%，余量为Ni时，将一次料锭与高铬K4648镍基铸造合金混合置于真空熔炼炉中，混合比例按高铬K4648镍基铸造合金占一次料锭与高铬K4648镍基铸造合金总重量的30~60%；在真空条件下加热至1530±10℃，待全部物料熔化后在1530±10℃和真空条件下进行第二次精炼35~45min，然后停止加热自然降温至金属液表面结膜；将第二次精炼后结膜的金属液加热至1450±10℃冲膜，然后浇注获得二次料锭，制成高铬K4648镍基铸造合金；

当一次料锭的成分超出上述范围时，准备CrB、Mo、Al、Ti、W、Nb、C、Ce、Ca和/或Y作为调节成分用料，要求调节成分用料与一次料锭混合后的总成分符合上述成分范围；先将一次料锭和高铬K4648镍基铸造合金混合置于真空熔炼炉中，其中高铬K4648镍基铸造合金占调节成分用料、一次料锭和高铬K4648镍基铸造合金总重量的30~60%；在真空条件下加热至1530±10℃，待全部物料熔化后在1530±10℃和真空条件下进行第二次精炼35~45min，然后停止加热自然降温至金属液表面结膜；将第二次精炼后结膜的金属液在真空条件下加热至1500±10℃冲膜，然后加入调节成分用料，待全部物料熔化后自然降温至金属液表面结膜；将加入调节成分用料后结膜的金属液加热至1450±10℃冲膜，然后浇注获得二次料锭，制成高铬K4648镍基铸造合金；

所述的高铬K4648镍基铸造合金成分按重量百分比含Cr32~35%，Mo2.3~3.5%，Al0.7~1.3%，Ti0.7~1.3%，W4.3~5.5%，Nb0.7~1.3%，C0.03~0.10%，B0.002~0.008%，Ce0.01~0.03%，Ca0.01~0.02%，Y0.01~0.04%，余量为Ni。

上述的步骤2中熔体进行浇注时，采用三层陶瓷过滤网对熔体进行过滤，第一层陶瓷过滤网的规格为10~12PPI，第二次陶瓷过滤网的规格为10~12PPI，第三层陶瓷过滤网的规格为10~15PPI，第一层和第二层陶瓷过滤网之间的间距为50~80mm，第二层和第三层陶瓷网之间的间距为80~100mm。

上述的步骤2中，所述的加热至1530±10℃，控制升温时间为95~140min。

上述的步骤3中，所述的加热至1530±10℃，控制升温时间为100~150min。

上述的步骤2中，所述的在真空条件下加热至1530±10℃，是指真空度≤10.6Pa；在1530±10℃和真空条件下进行第一次精炼，是指真空度≤1.33Pa。