提供一种电渣重熔高Ti低Al型高温合金用渣系及使用方法，属于电渣重熔所需渣系技术领域。该电渣重熔高Ti低Al型高温合金用渣系的化学成分按质量百分比计为：60～70％的CaF2、12～18％的A12O3、12～18％的CaO、3～5％的MgO、3～8％的TiO2以及含量不大于1％的杂质。该渣系的熔化温度为1230～1250℃，在1600℃下其电阻率为0.25～0.31Ω·cm，粘度为0.04～0.06Pa·s。使用本发明专利技术的渣系可显著提高Ti的回收率，并可使Ti、Al沿锭身分布均匀，有效减少或消除电渣锭的表面缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电渣重熔所需渣系
，特别涉及一种电渣重熔高Ti低A1型高 温合金用渣系。
技术介绍
高温合金是指在600°C -1500°C的温度和一定应力条件下长期工作的高温金属材 料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综 合性能，已成为燃气涡轮发动机等热端部件不可替代的关键材料。但在其通过电渣重熔工 艺进行制造时，高温合金自身所含Al、Ti等活泼元素容易被所使用的重熔渣系中Si02等不 稳定氧化物所氧化。对于高Ti低A1型高温合金而言，要求合金中A1元素含量相对较低， 因此限制了此种高温合金电渣重熔过程中脱氧剂A1的加入量，从而造成渣中氧化物对合 金中Ti的烧损量难以控制；目前常用70% CaF2+30% A1203和60% CaF2+20% Al203+20%Ca0等电渣重熔渣系，然而在利用其进行电渣重熔工艺制造高Ti低Al型高温合金时，易使 Ti、A1沿锭身分布不均匀，而且Ti的烧损量较大，不利于电渣重熔过程的成分控制及降低 成本；而且由于渣系熔点偏高，铸锭易出现渣沟、腰带缺陷、波纹状表面等质量缺陷。 -般说来，电渣重熔渣系的熔点应低于合金熔点100°C~150°C，以保证铸锭成形 的质量；高Ti低A1型高温合金恪点较低，电渣重恪渣系的成分及含量若不进行有效调整， 铸锭表面出现渣沟、波纹状和腰带状等缺陷的现象将越发严重，钢锭成材率明显降低，钢材 质量也将受到一定影响。
技术实现思路
针对高Ti低A1型高温合金电渣重熔现有渣系的不足，本专利技术提供了一种适于生 产高Ti低A1型高温合金使用的电渣重熔渣系，该渣系可有效控制高Ti低A1型高温合金 在电渣重熔过程中Ti的烧损量，提高Ti的回收率，并可使Ti、A1沿锭身分布均匀。同时， 本专利技术提供的渣系熔点较低，适合电渣重熔低熔点的高Ti低A1型高温合金，并能有效减少 或消除锭身表面可能出现的各类缺陷。 本专利技术公开一种电渣重熔高Ti低A1型高温合金用渣系，其化学成分按质量百分 比计为：CaF2:60 ~70%，A1 203:12 ~18%，CaO :12 ~18%，Mg0 :3 ~5%，Ti02:3 ~8%， 其余为杂质，杂质含量不大于1%，且杂质中Si02占渣系总含量< 0. 5%。 上述电渣重熔高Ti低A1型高温合金用渣系的熔化温度为1230~1250°C。 上述电渣重熔高Ti低Al型高温合金用渣系在1600°C温度下：其电阻率为0.25~ 0· 31 Ω · cm，粘度为 〇· 04 ~0· 06Pa · s。 本专利技术的电渣重熔高Ti低Al型高温合金用渣系的使用方法包括以下步骤： (1)使用前，在结晶器中用含A1为5%的Fe-Al自耗电极对萤石进行精炼，从而降 低萤石中Si02等不稳定氧化物杂质的含量，使萤石中Si02含量彡0. 7% ; (2)采用精炼后的萤石进行配料，所用渣料的化学成分质量百分比为：CaF2:60~ 70% ΑΙΑ:。~18% ;CaO :12 ~18% ;MgO :3 ~5% ;Ti02:3 ~8% ;其余为杂质，杂质含 量不大于1%，且杂质中Si02< 0. 5% ; (3)将配好的渣料混合搅拌，搅拌均匀之后放入烘烤炉内加热至700°C，保温烘烤 5~6h后备用； (4)利用加料器将保温烘烤好的渣料均匀加入到电渣炉结晶器中，并通入氩气进 行保护恪炼； (5)渣料熔化后，全程采用氩气保护电渣重熔高Ti低A1型高温合金，重熔过程中 采用连续加入的方式添加 A1粉脱氧，A1粉的总加入量为重熔合金量的0. 15%，控制重熔时 电压波动〈± 1 %，电流波动〈± 3. 5 %，熔速由下式确定： v = (0· 7 ~0· 8) · D， 其中，v--恪速，单位为kg/h， D--电渣炉结晶器直径，单位为mm ; (6)电渣锭重熔结束后冷却出模，模冷时间不小于1小时，避免冷却过快产生表面 裂纹。 本专利技术的电渣重熔高Ti低A1型高温合金用渣系以萤石CaF2为基，其含量为 60%~70%，以利于降低熔渣熔点、粘度和表面张力等；为了增加渣阻，提高渣温，向渣中 加入12 %~18 %的A1203;为了获得良好的电渣重熔脱硫效果，向渣中加入12 %~18 %的 CaO,以保证有较高的碱度，同时还要加入3~5%的MgO和3~8%的Ti02。 上述成分的确定主要依据如下： 理论分析和研究结果表明，当采用不含1102组元的渣系电渣重熔高Ti低A1型高 温合金时，由于合金中含量高、含量低，因此会发生以下反应： 3 +2 (A1203) = 4 +3 (Ti02)。 在电渣重熔初期，渣中（Ti02)含量较低，合金中的会被渣中的（A1 203)氧化； 在电渣重熔中后期，待渣中（Ti02)达到平衡浓度后，该反应就处于动态平衡，从而造成Ti、 A1沿锭身分布不均匀。为此，采取向渣中加入3~8%Ti02，可解决Ti、Al分布不均匀的问 题。但由于Ti02是变价氧化物，会向金属熔池传递供氧，从而导致合金中钛元素烧损，反应 方式如下所示： l/2+2/5(Ti02) = (Ti305)， (Ti305) +1/2 (02) = 3 (Ti02)。 在渣金界面处，渣中高价氧化物（Ti02)和合金中的反应，生成低价氧化物 (Ti305);当渣中的（Ti305)与大气中的氧接触后，又能生成（Ti〇 2)，并再次转5IJ渣金界面处， 对进行氧化。 为了抑制合金中的烧损，采用惰性气体保护电渣重熔高Ti低A1型高温合 金，同时，向渣系中加入3~5% MgO,从而提高渣中（A1203)和（Ti305)的活度系数，降低 (Ti02)活度系数，艮阿抑制打02传递供氧作用。 本专利技术的电渣重熔高Ti低A1型高温合金用渣系，通过优化渣系成分，可有效抑制 Ti的烧损，提高Ti的回收率，并可使Ti、A1沿锭身分布均匀，不仅保证了合金组织性能的 均匀性，而且还有利于节约资源和降低成本；同时，渣系较低的熔点适合于电渣重熔低熔点 的高Ti低A1型高温合金，并使电渣锭易于凝固成形，有效减少或消除电渣锭的表面缺陷。【具体实施方式】 实施例1 本实施例的电渣重熔高Ti低A1型高温合金用渣系的化学成分质量百分比为： 65. 2%的CaF2、13%的Al203、12%的Ca0、3%的Mg0、6%的Ti0 2以及不可避免的杂质，且杂 质中Si02A渣系总含量的0. 42%。 该渣系的熔化温度为1235°C。 在1600°C温度下，该渣系的电阻率为0. 27Ω .cm，粘度为〇. 〇48Pa.s。[当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电渣重熔高Ti低Al型高温合金用渣系，所述渣系的化学成分按质量百分比计为：60～70％的CaF2、12～18％的A12O3、12～18％的CaO、3～5％的MgO、3～8％的TiO2以及不可避免的杂质，其中，杂质含量不大于1％，且杂质中的SiO2占渣系的总含量≤0.5％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜周华，李星，耿鑫，刘福斌，李花兵，彭雷朕，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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