[发明专利]一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法

摘要

一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法。本发明采用中频感应电源为加热电源，通过中频感应加热产生对流，使熔体宏观温度场更均匀，以保证熔体同时均匀降温。以高纯石英坩埚作为加热坩埚，以B2O3玻璃熔融覆盖剂作为净化剂或者冲氩气保护，并采用多次循环过热处理对熔体进行净化处理，通过控制过热温度、保温温度和循环次数，达到最佳净化效果。合理控制冷却速率，将熔体内外温度差限定在3℃以内，使整个熔体同时均匀降温。本发明获得的温度场以及熔体结构均匀性较好，整体处于过冷状态的公斤级过冷熔体，并且此过冷熔体流动性较好、固相率低于0.2%。本发明适用于微铸造领域，通过控制公斤级过冷熔体后续冷却速度可得到整体细晶铸锭。

主权项

一种获得公斤级高温合金过冷熔体的制备方法，其特征在于，具体步骤是：步骤一，感应电源频率的选择；通过导体电阻率ρ、导体磁导率μ，根据公式（1）和公式（2），确定电源频率f；△H=d/n，       （1）式中，n为常数；根据公式（1）确定中频感应电源的电流渗透深度△H； f = ρ μ ( 5030 ΔH ) 2 - - - ( 2 ) 式中：ρ为导体的电阻率，单位为Ω·㎝；μ为导体的磁导率，单位为H/cm；f为电流的频率，单位为Hz；所述导体电阻率ρ、导体磁导率μ均根据高温合金手册查得；步骤二，电源加热功率的选择；根据所述公式（3）确定电源加热功率；y=6.18exp(‑x/17.32)+8.95    （3）式中：y表示的是电源加热功率，加热功率的单位为kw；x表示的是熔体的质量，单位为Kg；公式（3）中的6.18、17.32和8.95均为通过ANSYS软件模拟计算得到的常数项；步骤三，熔融前的准备；在石英管底部铺覆一层厚度为3mm的B2O3熔融玻璃净化剂；将清洗过的高温合金原料放入石英管中；在所述高温合金原料上表面覆盖一层3mm厚的B2O3熔融玻璃净化剂，将石英管固定在中频感应电源的感应线圈上；步骤四，循环过热处理；在中频电源下将高温合金原料升温至该高温合金液相线以上100℃并保温5min；保温结束后降温至该高温合金液相线以上50℃；重复上述升温‑保温‑降温过程共5次，对高温合金原料进行反复过热处理，得到高温合金过热熔体；步骤五，均匀降温；当对高温合金原料反复过热处理结束后，以1.2～0.5℃/min的降温速率，将高温合金原料得温度降至熔体液相线以下10℃，得到公斤级过冷熔体。