本发明专利技术属于高温合金制备技术领域，具体涉及一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法。本发明专利技术首先对K417G和DZ417G合金返回料分别进行重熔精炼，再通过采用14％～22%的K417G合金返回料与50％～42%的DZ417G合金返回料加36%的金属元素，经高真空高温精炼制备成为满足产品使用要求的K424铸造高温合金。本发明专利技术合理利用K417G和DZ417G合金返回料，本发明专利技术实现了贵重金属元素Co、Ni、Mo的重复使用，减少资源浪费、改善生态环境，降低了铸件的生产成本，生产每吨合金节省费用约为15万元，用此工艺按年生产K424铸造高温合金10吨计算，年创效益可达150万元。
【技术实现步骤摘要】
一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法
本专利技术属于高温合金制备
，具体涉及一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法。
技术介绍
K424合金是在In100的基础上添加了少量的钨和铌所形成的，是一种高Al、Ti，低密度型的铸造高温合金，用于950℃以下工作的整铸涡轮及调节片底板等部件，它含有较多的第一相强化元素和固溶强化元素钛、铝、钴、铌、钨、钼和铬，化学成分与俄罗斯合金牌号ВЖЛ-12У相近，具有较高的高温强度、塑性和良好的工艺性，主要用于制造在950℃以下工作的整铸涡轮及调节片底板等部件。K417G和DZ417G合金均为镍基铸造高温合金，成分相近（DZ417G中不含Zr），用于制造各种叶片，生产数量很大，其合金中含有Co、Ni、Mo等多种贵重金属元素，而其有效利用率只有27%左右，因此产生了大量的合金返回料，如浇道、冒口及废铸件等。由于产生的合金返回料不能按原牌号使用，被当作废料处理，造成大量的资源浪费，破坏生态环境。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法，目的是在保证合金安全使用的前提下，通过采用14％～22%的K417G合金返回料与50％～42%的DZ417G合金返回料加36%的金属元素，经高真空高温精炼制备成为满足产品使用要求的K424铸造高温合金，减少资源浪费、降低能源消耗、保护环境，显著降低铸件的生产成本。实现本专利技术目的的技术方案按照以下步骤进行：（1）返回料的净化处理：将铸造生产过程中产生的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别装入滚筒中进行滚磨处理，滚磨处理时间＞6小时，然后对两种合金返回料表面分别进行吹砂，再用干燥的压缩空气将两种合金返回料表面逐块吹净，得到净化处理后的K417G合金返回料和DZ417G合金返回料；（2）熔炼返回料、浇注料锭：采用500kg半连续真空感应熔炼炉对净化处理后的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别进行熔炼，具体熔炼条件是：将合金返回料分2～3批装入到真空感应熔炼炉的坩埚中，送电真空度≤0.67Pa，合金熔清后测温达到1520℃~1540℃时，在高真空条件下进行精炼，精炼时间为35min~45min，精炼时每隔5min翻转坩埚5~7次，精炼后对合金熔体停电冷冻≥35min，然后冲膜，测量合金熔体温度达到1455℃~1470℃时，采用两级陶瓷过滤网对合金熔体进行过滤并浇注成料锭，得到K417G合金返回料料锭和DZ417G合金返回料料锭；（3）化学成分调整：对K417G合金返回料料锭与DZ417G合金返回料料锭的化学成分进行分析，再按照K424合金的成分要求进行配料，K424合金的化学成分要求按照重量百分比为：0.15%-0.20%C、8.60%-10.50%Cr、5.10%-5.70%Al、4.30%-4.70%Ti、12.50%-15.00%Co、W1.00%-1.80%、2.75%-3.40%Mo、0.6%-1.0%Nb、V0.5%-1.0%、Fe≤2.0%、B≤0.015%、Ce≤0.02%、Zr≤0.02%、S≤0.015%、P≤0.015%、Si≤0.4%、Mn≤0.4%、Pb≤0.001%、Bi≤0.0005%、余量为Ni，配料比例按照重量百分比为：14％～22%的K417G合金返回料料锭、50％～42%的DZ417G合金返回料料锭和36%的为满足K424合金的成分要求补加的金属元素；（4）熔炼并浇注成K424成品合金锭：采用500kg半连续真空感应炉进行真空熔炼，具体熔炼条件是：将K417G合金返回料锭、DZ417G合金返回料锭和补加金属元素中的Cr、Co、Mo、W、Nb、Ni一起放到真空感应炉的坩埚中进行熔炼，送电真空度≤0.6Pa，炉料全熔后，当熔体温度达到1550~1570℃时，保持熔炼室真空度≤1.3Pa，送电功率120~130KW，进行精炼，精炼时间控制在35~45min，精炼时每隔5min翻转坩埚4~6次，合金精炼后在高真空条件下停电冷冻＞35min，冷冻结束后送电冲膜，然后依次加入补加金属元素中的C、V-Al、Al和Ti，完全熔化后在高真空条件下停电冷冻≥20min，冷冻结束后送电冲膜，加入补加金属元素中的Ce，熔化后再对合金熔体进行停电冷冻，冷冻时间≥40min，冷冻结束后送电200kW～250kW冲膜，测温达1460℃~1480℃时，采用两级陶瓷过滤网进行过滤浇注，得到K424成品合金锭。其中，步骤（2）中所述的两级陶瓷过滤网中第一级陶瓷过滤网规格为165mm×35mm×25mm、孔隙率16PPI～18PPI，第二级陶瓷过滤网规格为Ф99mm×（25～35）mm、孔隙率12PPI～15PPI。步骤（4）中所述的两级陶瓷过滤网中第一级陶瓷过滤网规格为80mm×78mm×20mm、孔隙率16PPI～18PPI，第二级陶瓷过滤网规格为Ф70mm×（20～25）mm、孔隙率12PPI～15PPI。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：本专利技术方法中对两种合金返回料先进行滚磨处理，是为了去除材料表面的富氮层，再对表面进行吹砂是为了除掉表面尖角内的粘附物及残存的锈蚀、模壳、夹杂、夹砂等，达到表面光洁，再用干燥的压缩空气将两种合金返回料表面逐块吹净，是为了清除表面粘附的粉尘和杂物；本专利技术方法中在对合金返回料精炼时每隔5min翻转坩埚5次~7次，是为了充分排除返回料合金中的夹杂物，并将夹杂物粘附到坩埚壁上，使返回料合金中低熔点的杂质元素及低密度的夹杂物能够充分上浮，使钢水得到净化；本专利技术方法中在熔炼并浇注成K424成品合金锭步骤中的精炼时每隔5min翻转坩埚4~6次，是为了将夹杂物粘附到坩埚壁上，使钢水得到净化并均匀合金成分；本专利技术方法中在熔炼并浇注成K424成品合金锭步骤中精炼后在高真空条件下停电冷冻＞35min，是为了使返回料合金中低熔点的杂质元素及低密度的夹杂物能够充分上浮，排除合金中的杂质。本专利技术采用14％～22%的K417G合金返回料与50％～42%的DZ417G合金返回料加36%的补加金属元素进行真空熔炼，生产出K424铸造高温合金，能合理利用K417G和DZ417G合金返回料，本专利技术实现了贵重金属元素Co、Ni、Mo的重复使用，减少资源浪费、改善生态环境，降低了铸件的生产成本，生产每吨合金节省费用约为15万元，用此工艺按年生产K424铸造高温合金10吨计算，年创效益可达150万元。具体实施方式现结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。实施例1本实施例的使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法按照以下步骤进行：将铸造生产过程中产生的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别装入滚筒中进行滚磨处理，滚磨处理时间6.5小时，然后对两种合金返回料表面分别进行吹砂，再用干燥的压缩空气将两种合金返回料表面逐块吹净，得到净化处理后的K417G合金返回料和DZ417G合金返回料；（2）熔炼返回料、浇注料锭：采用500kg半连续真空感应熔炼炉对净化处理后的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别进行熔炼，具体熔炼条本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）返回料的净化处理：将铸造生产过程中产生的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别装入滚筒中进行滚磨处理，滚磨处理时间＞6小时，然后对两种合金返回料表面分别进行吹砂，再用干燥的压缩空气将两种合金返回料表面逐块吹净，得到净化处理后的K417G合金返回料和DZ417G合金返回料；（2）熔炼返回料、浇注料锭：采用500kg半连续真空感应熔炼炉对净化处理后的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别进行熔炼，具体熔炼条件是：将合金返回料分2～3批装入到真空感应熔炼炉的坩埚中，送电真空度≤0.67Pa，合金熔清后测温达到1520℃~1540℃时，在高真空条件下进行精炼，精炼时间为35 min ~45min，精炼时每隔5min翻转坩埚5次~7次，精炼后对合金熔体停电冷冻≥35min，然后冲膜，测量合金熔体温度达到1455℃~1470℃时，采用两级陶瓷过滤网对合金熔体进行过滤并浇注成料锭，得到K417G合金返回料料锭和DZ417G合金返回料料锭；（3）化学成分调整：对K417G合金返回料料锭与DZ417G合金返回料料锭的化学成分进行分析，再按照K424合金的成分要求进行配料，K424合金的化学成分要求按照重量百分比为： 0.15%‑0.20% C、8.60%‑10.50%Cr、5.10%‑5.70%Al、4.30%‑4.70%Ti、12.50%‑15.00%Co、W1.00%‑1.80%、2.75%‑3.40%Mo、0.6%‑1.0%Nb、V0.5%‑1.0%、Fe≤2.0%、B≤0.015%、Ce≤0.02%、Zr≤0.02%、S≤0.015%、P≤0.015%、Si≤0.4%、Mn≤0.4%、Pb≤0.001%、Bi≤0.0005%、余量为Ni，配料比例按照重量百分比为：14％～22%的K417G合金返回料料锭、50％～42%的DZ417G合金返回料料锭和36%的为满足K424合金的成分要求补加的金属元素；（4）熔炼并浇注成K424成品合金锭：采用500kg半连续真空感应炉进行真空熔炼，具体熔炼条件是：将K417G合金返回料锭、DZ417G合金返回料锭和补加金属元素中的Cr、Co、Mo、W、Nb、Ni一起放到真空感应炉的坩埚中进行熔炼，送电真空度≤0.6Pa，炉料全熔后，当熔体温度达到1550~1570℃时，保持熔炼室真空度≤1.3Pa，送电功率120~130KW，进行精炼，精炼时间控制在35~45min，精炼时每隔5min翻转坩埚4~6次，合金精炼后在高真空条件下停电冷冻＞35min，冷冻结束后送电冲膜，然后依次加入补加金属元素中的C、V‑Al、Al和Ti，完全熔化后在高真空条件下停电冷冻≥20min，冷冻结束后送电冲膜，加入补加金属元素中的Ce，熔化后再对合金熔体进行停电冷冻，冷冻时间≥40min，冷冻结束后送电200kW～250kW冲膜，测温达1460℃~1480℃时，采用两级陶瓷过滤网进行过滤浇注，得到K424成品合金锭。...
【技术特征摘要】
1.一种使用K417G及DZ417G合金返回料制备K424铸造高温合金的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）返回料的净化处理：将铸造生产过程中产生的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别装入滚筒中进行滚磨处理，滚磨处理时间＞6小时，然后对两种合金返回料表面分别进行吹砂，再用干燥的压缩空气将两种合金返回料表面逐块吹净，得到净化处理后的K417G合金返回料和DZ417G合金返回料；（2）熔炼返回料、浇注料锭：采用500kg半连续真空感应熔炼炉对净化处理后的K417G合金返回料与DZ417G合金返回料分别进行熔炼，具体熔炼条件是：将合金返回料分2～3批装入到真空感应熔炼炉的坩埚中，送电真空度≤0.67Pa，合金熔清后测温达到1520℃~1540℃时，在高真空条件下进行精炼，精炼时间为35min~45min，精炼时每隔5min翻转坩埚5次~7次，精炼后对合金熔体停电冷冻≥35min，然后冲膜，测量合金熔体温度达到1455℃~1470℃时，采用两级陶瓷过滤网对合金熔体进行过滤并浇注成料锭，得到K417G合金返回料料锭和DZ417G合金返回料料锭；（3）化学成分调整：对K417G合金返回料料锭与DZ417G合金返回料料锭的化学成分进行分析，再按照K424合金的成分要求进行配料，K424合金的化学成分要求按照重量百分比为：0.15%-0.20%C、8.60%-10.50%Cr、5.10%-5.70%Al、4.30%-4.70%Ti、12.50%-15.00%Co、W1.00%-1.80%、2.75%-3.40%Mo、0.6%-1.0%Nb、V0.5%-1.0%、Fe≤2.0%、B≤0.015%、Ce≤0.02%、Zr≤0.02%、S≤0.015%、P≤0.015%、Si≤0.4%、Mn≤0.4%、Pb≤0.001%、Bi≤0.0005%、余量为Ni，配料比例按...
【专利技术属性】
技术研发人员：满延林，王宇飞，倪伟，刘建平，杨刚，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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