[发明专利]一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法

说明书

本发明属于合金熔炼技术领域，具体涉及一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法。本发明的加料方法包括（1）将熔炼母合金用镍板剪成正方形薄板，将熔炼母合金用铝锭剪成长方形锭；（2）将剪好的长方形铝锭放置在两块剪好的镍板中间，并用镍丝缠绕固定；（3）在真空感应熔炼过程中加铝时把用镍板包裹的铝锭加入母合金熔体进行熔炼。本发明加料方法可使铝锭在加入合金液后快速下沉并逐渐熔化，从而避免铝锭在熔化过程中与炉内气体发生反应形成氧化物夹杂，可有效降低镍基高温母合金中的夹杂物含量，缩短熔炼时间，保证化学成分稳定性，尤其适用于对夹杂物含量要求较高的高温母合金的工业化生产。

技术领域

本发明属于合金熔炼技术领域，具体涉及一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法。

背景技术

铸造高温合金作为一种金属结构材料，被广泛用于航空发动机和地面燃气轮机热端部件的制造。铸造高温合金的纯净度，尤其是其夹杂物的含量会大幅降低合金的服役性能，对铸件的疲劳性能和持久性能产生致命影响。因此，必须严格控制合金中夹杂物的含量。

Al元素在高温合金中主要通过形成强化，相对高温合金产生沉淀强化作用，是高温合金中的主要合金化元素。然而在高温合金熔炼过程中，由于Al密度较低，Al块在加入合金液后会漂浮于熔体表面，在熔化过程中极易与炉内的气体接触并反应生成Al₂O₃，作为一种氧化物夹杂存在于合金液中。这种内生氧化物夹杂由于尺寸较小，很难通过过滤网将其过滤掉。因此，开发先进的加料和熔炼工艺，避免熔炼过程中Al块与炉内气体接触，从根本上解决真空感应熔炼过程中内生氧化物夹杂形成的问题，对超高纯高温母合金的工业化生产具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法。本发明加料方法可使铝锭在加入合金液后快速下沉并逐渐熔化，从而避免铝锭在熔化过程中与炉内气体发生反应形成氧化物夹杂，可有效降低镍基高温母合金中的夹杂物含量，缩短熔炼时间，保证化学成分稳定性，尤其适用于对夹杂物含量要求较高的高温母合金的工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法，其特征在于，该降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法具有以下特征：

一种降低高温母合金夹杂物含量的真空感应熔炼加料方法，包括以下步骤：

(1)将厚度为6～12mm的熔炼高温母合金用镍板剪成边长为10～15cm的正方形薄板，将熔炼高温母合金用铝锭剪成宽度为5～10cm，长度10～15cm的长方形铝锭；

(2)将步骤(1)剪好的长方形铝锭放置在剪好的两块镍板中间，并用镍丝缠绕固定，得到镍板包裹的铝锭；

(3)在高温母合金真空感应熔炼过程中，待母合金熔体化完全后进行原材料铝的加入，此时将步骤(2)镍板包裹的铝锭加入母合金熔体进行熔炼。

所述镍板和铝锭在剪切完成后进行打磨和清理，直至表面干净无污染。

步骤(1)中剪切好的铝锭与剪切好的镍板按照最大接触面放置组合。

步骤(2)中选用的镍丝直径不小于2mm，且缠绕圈数不小于3圈。

步骤(3)中在真空条件下加入所述镍板包裹的铝锭。

步骤(3)加入镍板包裹的铝锭时停止真空感应熔炼炉的送电功率，待熔体表面轻微结膜时再加入，加入完毕后，根据装炉量逐步增大送电功率进行熔炼。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)将铝锭用镍板包裹，铝锭在加入合金熔体后快速下沉，熔化过程中不与炉内气体接触，避免了铝锭漂浮在熔体表面熔化，熔化过程中与炉内气体反应发生氧化现象，从而降低了氧化物夹杂的含量；