一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法技术

一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法，包括原料预处理、抽真空、感应预热、氩气分压、间歇熔炼、加压熔炼和停炉浇注步骤，间歇熔炼中通过不断调整电源功率，使合金材料处于外侧边缘部分熔化、且中心部分为固体的熔融状态，能够缩短后续加压熔炼的持续时间，降低金属液飞溅的可能；加压熔炼中由于氩气回填压力的作用，可有效避免液体在真空负压下发生的飞溅，并通过真空感应熔炼中的电磁作用，使合金液体搅拌翻腾至成分均匀状态，本发明专利技术采用全过程创新熔炼理念，通过设计制定合理的熔炼功率、熔炼时间及氩气回填压力与回填时间，能够在防止合金熔炼飞溅的情况下提升合金成分的均匀性，解决熔炼过程中合金液飞溅及合金成分不均匀的情况。不均匀的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法


[0001]本专利技术涉及钴铬钼合金熔炼领域，尤其涉及一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法。

技术介绍

[0002]目前钴铬钼合金熔炼及浇注主要采用镁砂陶瓷坩埚感应熔炼的方法制备合金铸锭及铸件，该种方法容易使合金受陶瓷坩埚污染，严重影响了钴铬钼合金铸件的品质，同时陶瓷坩埚容易溃散、使用寿命相对较短，在一定程度上影响了设备的使用效率及产品的生产周期。钴铬钼合金中由于含有碳、氮、锰等易挥发元素，采用水冷铜坩埚悬浮熔炼制备技术在合金熔炼过程中容易出现金属液飞溅严重，导致合金成分难以控制以及材料报废的问题。

技术实现思路

[0003]为解决熔炼过程中合金液飞溅及合金成分不均匀的问题，本专利技术提供了一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法，包括以下步骤：步骤一、原料预处理对合金原料依次进行表面打磨、酸洗、清洗和烘干处理，得到预处理合金材料；步骤二、抽真空将步骤一的预处理合金材料放入坩埚中，并将坩埚放入真空感应熔炼炉，通过真空泵对真空感应熔炼炉内抽真空，使炉腔内真空度≤0.5Pa；步骤三、感应预热开启真空感应熔炼炉的电源，将电源功率从0逐渐提升至30kw，保持1～2min，然后将电源功率从30kw逐渐提升至100kw，保持1～2min；步骤四、氩气分压关闭真空泵，并打开真空感应熔炼炉的氩气充压阀，向真空感应熔炼炉内充入氩气，直至炉腔内的氩气压力达到50～100Pa；步骤五、间歇熔炼将电源功率从100kw逐渐提升至200kw，对坩埚内的合金材料进行一次熔炼并监控合金材料的状态，当合金材料靠近坩埚的外侧边缘部分开始熔化时，将电源功率降低至150kw，保持3min，然后将电源功率提升至200kw进行二次熔炼，保持1～2min，然后再次将电源功率降低至150kw，保证合金材料处于外侧边缘部分熔化、且中心部分为固体的熔融状态；步骤六、加压熔炼继续向真空感应熔炼炉内充入氩气，直至炉腔内的氩气压力达到10～15Kpa，然后将电源功率从150 kw逐渐提升，对坩埚内的合金材料进行加压熔炼，直至合金材料全部熔
化成合金液体，然后继续将合金材料全部熔化时的电源功率保持数分钟，从而通过电磁力使合金液体在坩埚内搅拌翻腾至成分均匀状态；步骤七、停炉浇注关闭真空感应熔炼炉的电源，开启真空感应熔炼炉，将合金液体从坩埚浇注至模具型腔内，制备出钴铬钼合金产品。
[0005]优选的，步骤一中，酸洗溶液由水、硝酸溶液和氢氟酸溶液配制而成，硝酸溶液的硝酸质量百分比为65%～68%，氢氟酸溶液的氢氟酸质量百分比为40%～45%，水、硝酸溶液和氢氟酸溶液的质量比例为6:3:2。
[0006]优选的，步骤一中，将清洗后的合金原料在烘箱中进行100℃+2h的烘干处理。
[0007]优选的，步骤六中，将电源功率从150kw逐渐提升至200kw，直至合金材料全部熔化成合金液体，然后继续将200kw的电源功率保持2min。
[0008]根据上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术中先后进行了间歇熔炼和加压熔炼，间歇熔炼中通过不断调整电源功率，使合金材料处于外侧边缘部分熔化、且中心部分为固体的熔融状态，能够缩短后续加压熔炼的持续时间，降低金属液飞溅的可能；而在加压熔炼中一方面由于氩气回填压力的作用，可有效避免液体在真空负压下发生的飞溅，另一方面通过真空感应熔炼中的电磁作用，使合金液体搅拌翻腾至成分均匀状态，因此本专利技术采用全过程创新熔炼理念，通过设计制定合理的熔炼功率、熔炼时间及氩气回填压力与回填时间，能够在防止合金熔炼飞溅的情况下提升合金成分的均匀性，有效解决熔炼过程中合金液飞溅及合金成分不均匀的情况，进而解决钴铬钼合金重熔过程中出现的金属液飞溅所造成的成分不合格及合金材料浪费的问题，同时可以有效解决钴铬钼合金在铸造成型钴铬钼合金铸件过程中余料的重复利用问题，克服解决医疗植入行业所需高品质钴铬钼合金铸件的技术瓶颈，进而服务于我国医疗植入产业的发展。
具体实施方式
[0009]一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法，包括以下步骤：步骤一、原料预处理对合金原料依次进行表面打磨、酸洗、清洗和烘干处理，得到预处理合金材料。
[0010]合金原料可以采用熔炼的钴铬钼合金铸锭或铸造成型钴铬钼合金铸件后剩余的余料，酸洗溶液由水、硝酸溶液和氢氟酸溶液配制而成，硝酸溶液的硝酸质量百分比为65%～68%，氢氟酸溶液的氢氟酸质量百分比为40%～45%，水、硝酸溶液和氢氟酸溶液的质量比例为6:3:2。清洗后，将合金原料在烘箱中进行100℃+2h的烘干处理。
[0011]步骤二、抽真空将步骤一的预处理合金材料放入坩埚中，并将坩埚放入真空感应熔炼炉，通过真空泵对真空感应熔炼炉内抽真空，使炉腔内真空度≤0.5Pa。
[0012]步骤三、感应预热开启真空感应熔炼炉的电源，将电源功率从0逐渐提升至30kw，保持1～2min，然后将电源功率从30kw逐渐提升至100kw，保持1～2min，确保合金材料和坩埚达到预热的效果，蒸发去其含有的水分。
[0013]步骤四、氩气分压关闭真空泵，并打开真空感应熔炼炉的氩气充压阀，向真空感应熔炼炉内充入氩气，直至炉腔内的氩气压力达到50～100Pa，防止合金在高温负压情况下元素的挥发。
[0014]步骤五、间歇熔炼将电源功率从100kw逐渐提升至200kw，对坩埚内的合金材料进行一次熔炼并监控合金材料的状态，当合金材料靠近坩埚的外侧边缘部分开始熔化时，将电源功率降低至150 kw，保持3 min，然后将电源功率提升至200kw进行二次熔炼，保持1～2min，然后再次将电源功率降低至150 kw，保证合金材料处于外侧边缘部分熔化、且中心部分为固体的熔融状态，能够缩短后续加压熔炼的持续时间，降低金属液飞溅的可能。
[0015]步骤六、加压熔炼继续向真空感应熔炼炉内充入氩气，直至炉腔内的氩气压力达到10～15Kpa，然后将电源功率从150 kw逐渐提升至200kw，对坩埚内的合金材料进行加压熔炼，直至合金材料全部熔化成合金液体，然后继续将200kw的电源功率保持2min，一方面由于氩气回填压力的作用，可有效避免液体在真空负压下发生的飞溅，另一方面通过真空感应熔炼中的电磁作用，通过电磁力使合金液体在坩埚内搅拌翻腾至成分均匀状态。
[0016]步骤七、停炉浇注关闭真空感应熔炼炉的电源，开启真空感应熔炼炉，将合金液体从坩埚浇注至模具型腔内，制备出钴铬钼合金产品。
[0017]实施例1：10Kg钴铬钼合金铸锭水冷铜坩埚真空感应重熔浇注成型铸件。
[0018]第一步、锭子处理：对于一次熔炼的φ80mm重量为10kg钴铬钼合金铸锭采用砂轮对其表面进行打磨处理至表面光亮。
[0019]第二步、酸洗处理：该酸洗溶液采用水、硝酸及氢氟酸配制而成。其中三者配比情况如下：水：硝酸（硝酸含量65
‑
68%）：氢氟酸（氢氟酸含量40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够防止重熔飞溅的钴铬钼合金熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、原料预处理对合金原料依次进行表面打磨、酸洗、清洗和烘干处理，得到预处理合金材料；步骤二、抽真空将步骤一的预处理合金材料放入坩埚中，并将坩埚放入真空感应熔炼炉，通过真空泵对真空感应熔炼炉内抽真空，使炉腔内真空度≤0.5Pa；步骤三、感应预热开启真空感应熔炼炉的电源，将电源功率从0逐渐提升至30kw，保持1～2min，然后将电源功率从30kw逐渐提升至100kw，保持1～2min；步骤四、氩气分压关闭真空泵，并打开真空感应熔炼炉的氩气充压阀，向真空感应熔炼炉内充入氩气，直至炉腔内的氩气压力达到50～100Pa；步骤五、间歇熔炼将电源功率从100kw逐渐提升至200kw，对坩埚内的合金材料进行一次熔炼并监控合金材料的状态，当合金材料靠近坩埚的外侧边缘部分开始熔化时，将电源功率降低至150 kw，保持3 min，然后将电源功率提升至200kw进行二次熔炼，保持1～2min，然后再次将电源功率降低至150 kw，保证合金材料处于外侧边缘部分熔化、且中心部分为固体的熔融状态；步骤六、加压熔炼继续向真空感应熔炼炉内充入氩气，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟东，刘茵琪，齐辉，曹恒，李渤渤，
申请(专利权)人：洛阳双瑞精铸钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：