模制保护渣和制造镍基合金的方法技术

本发明专利技术涉及模制保护渣和制造镍基合金的方法。所述模制保护渣具有以重量％计的如下组成：其中所述模制保护渣的熔点低于或等于1300℃。在模制Ni基合金、特别是含有Ti的镍基合金时，使用本发明专利技术的模制保护渣将阻止或抑制模制件中的电导率较低的部分的形成，使得在随后的VAR工序中的上述问题得以解决。决。

【技术实现步骤摘要】
模制保护渣和制造镍基合金的方法


[0001]本公开涉及模制保护渣(mould flux)，以及涉及制造镍基合金的方法。

技术介绍

[0002]当制造镍基合金、特别是含有钛的镍基合金时，已经注意到与在模制合金件之后的真空电弧重熔工序(VAR)有关的问题。正如已经看到的那样，电弧可能变得不稳定，结果是所述工序有时会停止。所述工序的这种不希望的停止是由以下事实引起的：模制件中的一部分具有比该模制件的其余部分明显更低的电导率，从而导致不稳定的电弧或电弧的熄灭。
[0003]因此，本公开的方面在于提供一种解决方案或至少减轻上述问题。

技术实现思路

[0004]因此，本公开提供了一种模制保护渣，所述模制保护渣具有以重量％计的如下组成：
[0005][0006][0007]其中所述模制保护渣的熔点低于或等于1300℃。
[0008]此外，本公开提供一种制造镍基合金的方法，其中在所述镍基合金的模制期间将所述模制保护渣施加到熔融的所述镍基合金的表面上。
具体实施方式
[0009]模制保护渣是由氧化物、矿物和碳质材料的复杂混合物构成的合成渣料。主要的氧化物是二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化钠(Na2O)、氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)。
[0010]由保护渣形成的液态渣料构成了屏障，以避免钢因与空气接触而再次氧化以及其
它气体如氮气的截留。可以将保护渣通过模具的顶部手动或自动地添加到液态钢上。
[0011]根据一个实施方式，所述模制保护渣作为具有上述或下述组成的粉剂被提供。然后所述保护渣将熔化，以与熔融合金接触。
[0012]已经令人吃惊地发现，在模制Ni基合金、特别是含有Ti的镍基合金时，使用本专利技术的模制保护渣将阻止或抑制模制件中的电导率较低的部分的形成，使得在随后的VAR工序中的上述问题得以解决。
[0013]当镍基合金含有Ti时，模制保护渣中的CaO的存在和镍合金中的Ti内含物将造成钙钛矿的形成。因此，与常规模制保护渣相比，本专利技术的组成限制了模制粉剂中的CaO含量。
[0014]另外，如果CaO含量被降低，则为了控制模制粉剂的各种热学-物理性质(如熔点、密度和黏度)，SiO2的含量也应该被降低。
[0015]此外已经发现，Ni基合金、特别是含有钛的Ni基合金的模制件中的局部部分具有比该模制件的其余部分低的电导率。这是由于所述部分包含钙钛矿相的事实造成的。据推测，钙钛矿相的形成如下：SiO2+Ti
→
TiO2+Si。结果是，TiO2可能与CaO一起形成作为Ca2Ti2O5和Ca2Ti2O6的溶体的钙钛矿。正如本文中所提到的，保护渣中的CaO有助于钙钛矿的形成。与现有技术的模制保护渣相比，根据本公开的模制保护渣抑制了钙钛矿相的形成。据推测，本专利技术的模制保护渣粉剂中的相对低含量的SiO2和相对高含量的碱金属氧化物(Na2O和K2O)以及可能还有Li2O和MgO的影响抑制了钙钛矿的形成。
[0016]根据如上下文中所限定的模制保护渣的一个实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少一部分Na2O、SiO2和Al2O3是钠长石(Na
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式。根据其它实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少25％或至少40％的Na2O、SiO2和Al2O3是钠长石(Na
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式。根据其它实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少50％或至少90％的Na2O是钠长石(Na
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式。
[0017]根据上下文中所限定的模制保护渣的一个实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少一部分K2O、SiO2和Al2O3以钾长石(K
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式存在。根据其它实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少25％或至少40％的K2O、SiO2和Al2O3以钾长石(K
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式存在。根据其它实施方式，存在于所述模制保护渣中的至少50％或至少90％的K2O以钾长石(K
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
)的形式存在。
[0018]根据一个实施方式，所述模制保护渣中的Na2O的含量为18重量％至25重量％。
[0019]根据一个实施方式，所述模制保护渣中的K2O的含量为15重量％至22重量％。
[0020]根据一个实施方式，所述模制保护渣中的TiO2的含量为>0.05重量％。
[0021]根据一个实施方式，所述模制保护渣中的Li2O的含量为>1.0重量％。
[0022]根据一个实施方式，SiO2/(CaO+Al2O3)的比例>1。
[0023]根据一个实施方式，CaO与SiO2的比例(CaO/SiO2)在3：4至4：3的范围内，如1：1。这些氧化物对于控制所述模制保护渣的黏度和熔点来说是重要的。高于35重量％的CaO含量将促进钙钛矿的形成，而低于15％的CaO可能引起熔融的模制粉剂的高黏度。SiO2的含量应该在CaO的基础上进行控制。
[0024]Na2O、K2O和Li2O使熔体中的Ti稳定，因此正如上文提到的那样将有助于防止钙钛矿形成。当Na2O和K2O均以18重量％至22重量％、优选约20重量％的量存在于所述模制混合物中时，实现了最佳的结果。此外，这些碱金属氧化物促进霞石相的形成，这在铸造期间是
有益的。这些氧化物的非常高的含量将使模制保护渣流动性过高，而过低的含量将导致钙钛矿相的形成。
[0025]本公开的目的也通过一种模制Ni基合金件的方法来实现，其中，在熔融合金的模制期间将如上下文中所限定的模制保护渣施加到该熔融合金的表面上。
[0026]根据一个实施方式，所述Ni基合金以重量％计包含：
[0027][0028]
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模制保护渣，所述模制保护渣具有以重量％计的如下组成：其中所述模制保护渣的熔点低于或等于1300℃。2.根据权利要求1所述的模制保护渣，其中存在于所述模制保护渣中的Na2O、SiO2和Al2O3中的至少一部分以钠长石Na
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
的形式存在。3.根据权利要求1或2所述的模制保护渣，其中存在于所述模制保护渣中的K2O、SiO2和Al2O3中的至少一部分以钾长石K
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
的形式存在。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模制保护渣，其中存在于所述模制保护渣中的至少50％的Na2O是钠长石Na
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
的形式。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模制保护渣，其中存在于所述模制保护渣中的至少50％的K2O以钾长石K
0.33
Al
0.35
Si
1.13
O
2.95
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【专利技术属性】
技术研发人员：贝蒂尔，
申请(专利权)人：山特维克材料技术公司，
类型：发明
国别省市：