[发明专利]一种含返回料的K452高温合金熔炼方法

说明书

本发明涉及一种含返回料的K452高温合金熔炼方法，属于合金技术领域。本发明具体步骤包括：(1)返回料表面处理及成分检测；(2)新料和返回料按比例配料，可进行90％～30％新料+10％～70％经表面处理的返回料的母合金熔炼；(3)新料和返回料按比例熔炼，具体包括：布料、熔化、新料精炼、返回料精炼、合金化、炉前取样分析成分、浇注。传统的新料和返回料按比例熔炼的高温合金生产至少需两次以上熔炼过程，而本发明只需一次熔炼过程，缩短了生产周期，消除了因多次熔炼过程的合金损耗，进而大大降低生产成本，提高了材料利用率。同时采用本方法制备的高温合金母合金，主成分控制可达到目标设计成分要求，杂质元素控制与全新料制备的母合金相当，实现了高温合金返回料的循环再利用。

技术领域

本发明涉及一种含返回料的K452高温合金熔炼方法，属于合金技术领域。

背景技术

高温合金的化学成分一般含有稀贵金属元素，原材料成本相对较高，尤其是镍基、钴基高温合金。高温合金的高成本限制了其广泛应用，因此降低成本一直是该行业的目标，返回料的使用是降低稀贵金属原材料成本的重要途径。使用返回料在带来经济效益的同时，还可以提高冶炼的合格率，降低有害气体的排放，再生稀贵有色金属资源，带来节能环保效益和社会效益。

目前，国际上著名的高温合金冶炼厂均大规模使用返回料，如Special Metal、ATI、卡朋特公司、Rolls-Royce等对常用的高温合金返回料的利用比例高达85％以上，平均为60％左右。国内高温合金返回料处理和利用领域，抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢等可以利用内部产生的块状返回料，尚没有大规模将返回料用于真空级别的冶炼中，平均返回料的使用比例低于20％。因此，各公司、研究院所均在积极探索如何使用高温合金返回料。

国内对高温合金新料和返回料按比例加入的熔炼工艺仍采用二次熔炼或三次熔炼，如已公开号CN100387736C、CN101717865B、CN101709387A、CN102965535B、CN103382533B、CN101994021B等专利均采用返回料熔炼成一次料锭、返回料一次料锭与新料进行熔炼的二次熔炼过程；而公开号CN101994020B专利采用返回料熔炼成一次料锭、新料熔炼成一次料锭、返回料一次料锭与新料一次料锭进行熔炼的三次熔炼过程。这无疑会增加熔炼成本及熔炼过程中的合金损耗，极大的降低了生产效率。因此，如何提高高温合金返回料的利用率和生产效率仍是目前行业内存在的关键问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的返回料熔炼次数多，成本高，生产效率低的缺陷，提出一种含返回料的K452高温合金熔炼方法，提高熔炼效率。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种含返回料的K452高温合金熔炼方法，包括以下步骤：

第一步、返回料表面预处理及成分检测，对K452高温合金返回料进行抛丸处理，抛丸时间≥2小时，然后用压缩空气吹净表面浮尘和残留钢丸，之后从返回料中随机抽取3-5块料块取样分析化学成分；

第二步、按质量百分比的比例配制新料和返回料，将3-5个K452合金返回料化学成分分析结果取平均值，按90％～30％新料+10％～70％经表面处理的返回料，新料与返回料之和为100％进行配料；

第三步、按上述比例对新料和返回料进行熔炼，对新料和返回料分别进行精炼后，并进行合金化，炉前取样分析合格后进行母合金浇注。

上述方法的所述第二步中，新料+返回料组合设计计算配料值为：C 0.10，Cr21.00，Co 11.00，W 3.50，Mo 0.60，Al 2.50，Ti 3.50，Nb 0.25，B 0.015，Zr 0.04，La和Y按0.01加入，剩余为Ni。La、Y按计算配入量加入，不分析。

所述第三步中，采用真空感应炉进行合金熔炼，具体过程如下，Ⅰ、布料，将新料中的C、Cr、Co、W、Mo、NiNb、Ni放置于熔炼坩埚中，合炉抽真空，当真空度≤5Pa时，送功率化料；