一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法技术

本发明专利技术公开了一种利冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，包括以下步骤：A、再生料预处理；B、配料；C、投料熔化；D、真空精炼；E、补料调节；F、浇注。本发明专利技术能够改进现有技术的不足，在有效提高GH4169合金中铌的均匀性的同时，降低O,N等有害元素含量。

【技术实现步骤摘要】
一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法
本专利技术涉及合金材料制备
，尤其是一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法。
技术介绍
GH4169合金是一种镍基变形高温合金，被广泛用在涡轮盘、涡轮轴、压气机叶片等发动机核心部件。铌元素作为GH4169合金中强化项γ"相的主要形成元素，对GH4169合金的综合性能有很大的意义，由于实际使用需要，需将合金的铌含量提高到5.4％以上，铌含量的提高造成了该合金中固氮元素Cr,Nb的总含量达到了23％。而O,N等痕量元素对合金的塑性及可锻均无益处，因此如何去除GH4169合金中的O,N元素成为了本领域研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，能够解决现有技术的不足，在有效提高GH4169合金中铌的均匀性的同时，降低O,N等有害元素含量。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，包括以下步骤：A、再生料预处理；将GH4169合金再生料进行粉碎、清洗，待用；B、配料；配置冶炼原料，冶炼原料的化学成分包括，50～55wt％的Ni、17～21wt％的Cr、5.3～5.5wt％的Nb、3～3.3wt％的Mo、0.75～1.15wt％的Ti、0.3～0.5wt％的Co、0.3～0.4wt％的Al、0.02～0.05wt％的C，余量为Fe；再生料与冶炼原料的配料比范围为1:1～4:1；C、投料熔化；真空度控制在小于5Pa，首先投入全部再生料，然后依次投入Ni、Mo、Fe，等待全部熔化后投入Cr和Nb；D、真空精炼；真空度控制在小于1Pa，温度控制在1500℃～1540℃，每隔20min搅拌10min，精炼60min之后进行脱氧操作，加入C、Ti、Co和Al；E、补料调节；向钢液中补料，使其元素含量符合GH4169合金的要求；F、浇注；通入氩气破真空，然后进行浇注。作为优选，步骤A中，使用粉碎清洗一体机对GH4169合金再生料进行粉碎、清洗。作为优选，所述粉碎清洗一体机包括壳体，壳体内安装有两个相互滚动咬合的粉碎辊，粉碎辊的轴心设置有供水管，粉碎辊的表面设置有与供水管相连接的喷射孔，壳体内平行安装有上旋切刀具和下旋切刀具，上旋切刀具和下旋切刀具分别通过独立的潜水电机驱动，上旋切刀具和下旋切刀具位于粉碎辊的下方，壳体侧壁安装有排水流量调节阀，壳体底部安装有出料口。作为优选，所述粉碎辊上均匀设置有若干个辗轧头，喷射孔的喷射方向朝向距离其最近的辗轧头，距离喷射孔最近的辗轧头的侧面设置有沿辗轧头轴向的导流槽，导流槽朝向喷射孔。作为优选，所述导流槽的两端分别固定有塞头，塞头表面设置有导流斜面部。作为优选，所述上旋切刀具和下旋切刀具的间距为2～8cm，上旋切刀具和下旋切刀具的旋转方向相反。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本专利技术通过对再生料进行粉碎清洗，同时添加50％-80％的GH4169屑料再生料和20％-50％的全新金属料进行真空冶炼，大大的降低了真空感应全熔后的N含量，为后期精炼期的脱氮提供了好的条件。高真空度下进行熔化操作更有利于脱除N元素。通过采用C和Al同时加入，Al的加入使局部发生了放热反应，使该局部的温度为1800℃以上，促进了碳氧反应，大大降低了O元素。为了提高再生料的清洗效果，本申请专门设计了用于再生料粉碎和清洗的粉碎清洗一体机。通过设置粉碎辊和旋切刀具的两级粉碎机构，可以实现对于再生料的快速粉碎。在粉碎再生料的同时利用喷射孔喷射的高速水流对再生料进行冲洗，然后被粉碎辊粉碎后的再生料下落至粉碎清洗一体机底部，粉碎清洗一体机底部存储有通过喷射孔喷出的清洗用水，在两个旋切刀具的旋转搅拌下，再生料在水中进行二次粉碎和清洗。喷射孔喷出的水流经过辗轧头反射，可以在辗轧头周围形成均匀的水体散射状态，从而利用辗轧头对再生料进行辗轧时对辗轧区域进行充分的冲洗。导流槽两端的塞头可以便于水流流出导流槽。附图说明图1是本专利技术中粉碎清洗一体机的结构图。图2是本专利技术中辗轧头的结构图。图中：1、壳体；2、粉碎辊；3、供水管；4、喷射孔；5、上旋切刀具；6、下旋切刀具；7、潜水电机；8、排水流量调节阀；9、出料口；10、辗轧头；11、导流槽；12、塞头；13、导流斜面部。具体实施方式本专利技术中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。实施例1一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，包括以下步骤：A、再生料预处理；将GH4169合金再生料进行粉碎、清洗，待用；B、配料；配置冶炼原料，冶炼原料的化学成分包括，51wt％的Ni、19wt％的Cr、5.45wt％的Nb、3.1wt％的Mo、0.88wt％的Ti、0.3wt％的Co、0.3wt％的Al、0.03wt％的C，余量为Fe；再生料与冶炼原料的配料比范围为1:1；C、投料熔化；真空度控制在小于5Pa，首先投入全部再生料，然后依次投入Ni、Mo、Fe，等待全部熔化后投入Cr和Nb；D、真空精炼；真空度控制在小于1Pa，温度控制在1510℃，每隔20min搅拌10min，精炼60min之后进行脱氧操作，加入C、Ti、Co和Al；E、补料调节；向钢液中补料，使其元素含量符合GH4169合金的要求；F、浇注；通入氩气破真空，然后进行浇注。实施例2一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，包括以下步骤：A、再生料预处理；将GH4169合金再生料进行粉碎、清洗，待用；B、配料；配置冶炼原料，冶炼原料的化学成分包括，55wt％的Ni、17wt％的Cr、5.45wt％的Nb、3.3wt％的Mo、1wt％的Ti、0.35wt％的Co、0.4wt％的Al、0.04wt％的C，余量为Fe；再生料与冶炼原料的配料比范围为2:1；C、投料熔化；真空度控制在小于5Pa，首先投入全部再生料，然后依次投入Ni、Mo、Fe，等待全部熔化后投入Cr和Nb；D、真空精炼；真空度控制在小于1Pa，温度控制在1515℃，每隔20min搅拌10min，精炼60min之后进行脱氧操作，加入C、Ti、Co和Al；E、补料调节；向钢液中补料，使其元素含量符合GH4169合金的要求；F、浇注；通入氩气破真空，然后进行浇注。实施例3一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，包括以下步骤：A、再生料预处理；将GH4169合金再生料进行粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，其特征在于包括以下步骤：/nA、再生料预处理；/n将GH4169合金再生料进行粉碎、清洗，待用；/nB、配料；/n配置冶炼原料，冶炼原料的化学成分包括，/n50～55wt%的Ni、17～21wt%的Cr、5.3～5.5wt%的Nb、3～3.3wt%的Mo、0.75～1.15wt%的Ti、0.3～0.5wt%的Co、0.3～0.4wt%的Al、0.02～0.05wt%的C，余量为Fe；/n再生料与冶炼原料的配料比范围为1:1～4:1；/nC、投料熔化；/n真空度控制在小于5Pa，首先投入全部再生料，然后依次投入Ni、Mo、Fe，等待全部熔化后投入Cr和Nb；/nD、真空精炼；/n真空度控制在小于1Pa，温度控制在1500℃～1540℃，每隔20min搅拌10min，精炼60min之后进行脱氧操作，加入C、Ti、Co和Al；/nE、补料调节；/n向钢液中补料，使其元素含量符合GH4169合金的要求；/nF、浇注；/n通入氩气破真空，然后进行浇注。/n

【技术特征摘要】
1.一种冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A、再生料预处理；
将GH4169合金再生料进行粉碎、清洗，待用；
B、配料；
配置冶炼原料，冶炼原料的化学成分包括，
50～55wt%的Ni、17～21wt%的Cr、5.3～5.5wt%的Nb、3～3.3wt%的Mo、0.75～1.15wt%的Ti、0.3～0.5wt%的Co、0.3～0.4wt%的Al、0.02～0.05wt%的C，余量为Fe；
再生料与冶炼原料的配料比范围为1:1～4:1；
C、投料熔化；
真空度控制在小于5Pa，首先投入全部再生料，然后依次投入Ni、Mo、Fe，等待全部熔化后投入Cr和Nb；
D、真空精炼；
真空度控制在小于1Pa，温度控制在1500℃～1540℃，每隔20min搅拌10min，精炼60min之后进行脱氧操作，加入C、Ti、Co和Al；
E、补料调节；
向钢液中补料，使其元素含量符合GH4169合金的要求；
F、浇注；
通入氩气破真空，然后进行浇注。


2.根据权利要求1所述的冶炼高铌GH4169合金的真空熔炼控制方法，其特征在于：步骤A中，使用粉碎清洗一体机对GH4169合金再生料进行粉碎、清洗。


3.根据权利要求2所述的冶炼高铌GH4169合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘猛，栾吉哲，李爱民，田水仙，张欢欢，闫森，张震，王涛，
申请(专利权)人：中航上大高温合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13