[发明专利]一种真空熔炼浇铸Mar-M246合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浇铸Mar-M246合金的方法，具体涉及一种真空熔炼浇铸 Mar-M246合金的方法。

背景技术

近年来，涡轮增压器作为一种高效、节能、科技含量高的环保型产品，是 当今最为经济的“绿色”环保技术。汽油机使用增压器涡轮的比例会逐步提升， Mar-M246作为一种沉淀硬化型镍基合金，在650-1040℃范围内具有高的持久强 度和蠕变强度并有一定的抗氧化性能。合金铸造性能良好，焊接性能良好，可 与不锈钢相比。该合金可采用一般真空铸造工艺，铸造复杂形状的铸件和整体 铸造涡轮。合金有一定的抗盐雾腐蚀能力，也能抗发动机工作中遇到的腐蚀介 质的侵蚀。在980℃下连续使用没有过分的氧化现象。适用于燃气涡轮发动机喷 嘴，导向叶片，涡轮叶片及整体铸造涡轮。

Mar-M246合金中含有9％-11％的Co，钴作为合金元素加入到镍基合金中， 可以降低基体的堆垛层错能，层错能降低，形成层错就容易，层错出现的几率 也高，层错的宽度加宽，这种扩展了的位错运动十分困难，必须收缩为一个全 位错才行，也就是层错能的降低使较滑移更加困难，这样就需要更大的外力， 表现为强度的提高，引起固溶强化。

Mar-M246合金中含有9％-11％的W，在镍基高温合金中W溶解于γ基体 和γ’相各占一半，钨的原子半径较大，比镍、钴和铁的原子半径大10％-13％。 钨原子在高温合金基体中要引起晶格明显膨胀，形成较大的长程应力场，阻止 位错运动，屈服强度明显提高。

目前，增压器涡轮的主要生产方式是采用快速熔炼炉和传统式真空熔炼炉， 生产效率低下，涡轮性能受人为因素影响较大一致性较差，受其依靠重力浇注 的原因其浇注温度仍处于不受控状态。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种真空熔炼浇铸Mar-M246合金 的方法。本发明采用的技术手段如下：

一种真空熔炼浇铸Mar-M246合金的方法，包括以下步骤：

①加工Mar-M246合金棒料，所述Mar-M246合金的化学成分的重量百分比 为：C:0.13～0.17％，Cr:8～10％，Co:9～11％，W:9～11％，Mo:2.25～2.75％， Ta:1.25～1.75％，Al:5.25～5.75％，Ti:1.25～1.75％，B:0.01～0.02％，Zr:0.03～0.08％， Fe:≤1.0％，Cu≤0.1％，Mn≤0.2％，S≤0.015％，其余为Ni和不可避免的杂质；

②压制蜡模，将蜡模与耐火坩埚通过粘结蜡组合；

③将与耐火坩埚组合后的蜡模涂挂浆料后脱蜡，制作模壳；

④对模壳进行焙烧；

⑤将Mar-M246合金棒料装入耐火坩埚，对Mar-M246合金棒料进行熔炼浇 铸。

进一步地，步骤①中，首先按照重量百分比配置合金，在真空条件下熔化 精炼浇铸成棒材，将浇铸成的棒材表面加工去除氧化皮，制成Mar-M246合金棒 料，所述Mar-M246合金棒料的直径为49.5±0.5mm、长度为199±1mm。

进一步地，步骤②中，在恒温恒湿环境中将H162中温蜡压制成蜡轮，将压 制好的蜡轮与冒口和耐火坩埚组合成模组，清洗晾干；步骤③中，将模组表面 涂挂由320目锆粉和硅溶胶配制而成的浆料，并在浆料表面附着锆砂，待模组 表层浆料干燥完全，在表面涂挂由莫来石粉和硅溶胶配制而成的浆料并附着莫 来石砂，待第二层浆料干燥完全，再重复三次涂挂浆料和附着莫来石砂的操作， 莫来石砂逐层加粗，累计堆叠五层后，在最表层涂挂由莫来石粉和硅溶胶配制 而成的浆料干燥完全后可进行脱蜡；干燥好模组送至脱蜡釜内完成脱蜡。

进一步地，步骤④中，将所述模壳依次在850±50℃、900±50℃、1030± 50℃、1060±30℃的温度下进行焙烧，共计焙烧90min以上。

进一步地，步骤⑤中，在耐火坩埚中装入Mar-M246合金棒料，盖上坩埚盖， 将模壳送入超音频快速熔炼炉的真空室进行熔炼浇铸，真空室的真空度不大于 10Pa，感应线圈通电，金属棒料完全熔化后依靠重力完成浇铸。

进一步地，设定超音频快速熔炼炉的功率为80-110kW，真空室的真空度为 10Pa以下。

与现有技术比较，本发明所述的真空熔炼浇铸Mar-M246合金的方法精确控 制浇铸温度，大大提升生产效率及产品一致性。