[发明专利]镍基粉末高温合金FGH4096大规格铸锭的冶炼工艺

权利要求书

1.镍基粉末高温合金FGH4096大规格铸锭的冶炼工艺，其特征在于：具体包括以下内容，

步骤1：真空感应熔炼(VIM)

1)原材料：根据成分配比确定原材料种类和重量如下：镍板1500-1550kg、石墨碳1.0-1.5kg、电积钴380-400kg、钼条110-130kg、镍钨中间合金260-280kg、金属铬470-500kg、铌条20-22kg、海绵钛110-120kg、铝豆64-66kg、海绵锆1.2-1.5kg、镍硼中间合金2.9-3.1kg；其中，镍钨中间合金中W元素质量分数为42％；镍硼中间合金中B元素含量为15％；原材料投料量为3t；

2)熔炼工艺：真空感应熔炼采用3t坩埚，钢锭模规格为Φ350mm；共可分为五个阶段，分别为熔化期→精炼前物料加入期→精炼期→合金化及调成分期→浇注期；加料前对熔炼室进行测漏，当漏率小于25mbar*L/s时，将混合有石墨碳的镍板加入坩埚；当真空值小于0.25hPa后，以50-100kW功率进行低功率烘烤，目的是将熔炼室内部的气体排出；当真空值小于0.10hPa后，开始采用300-500kW功率进行熔化；待物料熔清后，将电积钴、钼条、镍钨中间合金依次加入炉内；上述操作步骤为熔化期，待熔物料全部熔清后，依次将金属铬和铌条加入坩埚，继续保持300-500kW功率进行熔化；待物料熔清后，搅拌10min的同时打开高真空泵；上述操作步骤为精炼前物料加入期，搅拌结束后，采用热电偶测量钢液温度，同时观察熔炼室真空值；当钢液温度为1560-1570℃、同时熔炼室真空度小于0.05hPa时，继续保持高真空泵打开，并以100-300kW功率精炼30-50min；上述操作步骤为精炼期，精炼结束后，依次加入海绵钛、铝豆、海绵锆、镍硼中间合金；每种物料加入时，需要将温度控制为1450-1460℃；物料加入后以100-300kW熔清，熔清后均要搅拌5min；上述操作执行完毕，取样进行炉前检测；根据炉前检测结果对钢液中各元素进行补加，直至每种元素含量均满足要求；上述操作步骤为合金化期及调成分期；成分合格后，采用热电偶测量钢液温度，钢液温度为1450-1460℃时，将熔炼室充氩至250hPa，然后将钢液浇注至准备好的钢锭模中；

步骤2：保护性气氛电渣熔炼(PESR)

1)预熔渣渣系：CaF2:MgO:Al2O3:CaO＝65％:5％:20％:10％；渣量30-100kg；

2)熔炼工艺：保护性气氛电渣熔炼采用Φ430mm的铜结晶器，可分为三个阶段，分别为化渣阶段→稳定熔炼阶段→热封顶阶段；将烘烤过的渣料装入加渣仓，同时设定加渣参数，初始加渣量为加渣总重量的20-50％，送电后2-5min开始补给加渣，补给加渣时间8-20min；化渣阶段采用功率+渣阻控制，为了快速形成渣池然后逐渐向稳态阶段过渡，功率和渣阻均采用先快速增加后缓慢降低的制度，化渣阶段总持续时间40-70min；稳定熔炼阶段采用熔速+渣摆控制，同时通入惰性气体Ar气0.1-0.3bar以保护熔炼过程钢液与空气发生反应；热封顶阶段采用功率+渣阻控制，热封顶起始重量100-150kg，结束重量20-50kg；

步骤3：真空自耗熔炼(VAR)

1)熔炼时采用Φ508mm的铜结晶器，同时预真空0.40Pa，漏率0.40Pa/min；

2)VAR熔炼：真空自耗熔炼可分为三个阶段，起弧阶段→稳定熔炼阶段→热封顶阶段；预真空和漏率达到要求后，即可送电开始熔炼；起弧阶段采用电流+电压控制，电流采用先快速增加后缓慢降低的趋势，起弧阶段时间为50-80min；稳定熔炼阶段采用熔速+熔滴控制，为加强钢液冷却、减轻成分偏析，此阶段需要通入He气，压力为300-1000Pa；热封顶阶段采用电流+熔滴控制；热封顶起始重量120-150kg，结束重量20-50kg；熔炼结束后真空冷却3h出炉，即可获得大规格FGH4096高温合金铸锭。