一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法，具有如下步骤：S1、原料准备；S2、熔炼前准备；S3、电子束层覆熔炼。利用本发明专利技术制备的镍基高温合金铸锭，降低了铸锭宏观偏析；在电子束诱导凝固技术下，大幅度提高了铸锭的纯净度及冶金质量；可实现大型铸锭的工程化制备，并且将出成率从传统技术的小于70％提高到85％以上。

A method of high purity preparation of Ni base superalloy by electron beam cladding induced solidification

The invention discloses a method for preparing nickel base high temperature alloy by electron beam cladding induction solidification technology, which has the following steps: S1, raw material preparation, S2, preparation before melting, S3 and electron beam cladding melting. The use of nickel based high temperature alloy ingot prepared by the invention reduces the macrosegregation of ingot solidification technology; induced by the electron beam, greatly improve the purity and quality of ingot metallurgy; engineering preparation can achieve large-scale ingot, and will yield less than 70% from the traditional technology to more than 85%.

【技术实现步骤摘要】
一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法
本专利技术涉及一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法。
技术介绍
镍基高温合金的纯净度问题，长期以来都是国际高温合金行业所关注的热点问题，纯净度的提高是从根本上提高高温合金性能的有效手段。目前国内的镍基高温合金制备技术是在真空感应熔炼(VIM)的基础上，结合真空自耗(VAR)技术及电渣重熔(ESR)技术，使用双联熔炼工艺(VIM+VAR或VIM+ESR)或三联熔炼工艺(VIM+ESR+VAR)制备合金铸锭。VIM技术使用的坩埚耐火材料会引进新的杂质导致熔体污染，而且所得铸锭晶粒粗大，不均匀，缩孔大，凝固偏析也比较严重；而作为二次熔炼技术的ESR及VAR技术虽然大大改善了VIM技术遗留的问题，但就铸锭的冶金质量而言也存在许多不足之处。如ESR技术熔炼和凝固速率偏低，熔渣吸收气体，可能与熔体反应生成新的杂质；VAR所得铸锭表面质量较差，且由于缩孔不能完全消除导致合金铸锭内部质量较差，杂质分解再生成，仍会以弥散形式存在于合金中；此外，VAR所得铸锭可能存在黑斑偏析、白点偏析及年轮状偏析等缺陷。电子束熔炼技术在高真空的条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法，其特征在于具有如下步骤：S1、原料准备将VIM熔炼所得镍基高温合金铸锭作为电子束熔炼的原料，将原料切割成一定厚度且尺寸契合水冷铜坩埚精炼区的片状原料，或将原料切割成丝状原料或块状原料；若将原料切割成一定厚度且尺寸契合水冷铜坩埚精炼区的片状原料时，在进行熔炼之前将片状原料的表面进行打磨，去除片状原料表面的切割痕迹、油污、杂质及缺陷；之后以酒精为清洗剂，用超声清洗机将片状原料清洗干净；将第一层原料置于水冷铜坩埚精炼区中，其余片状原料置于加料机构上；若将原料切割成丝状原料时，在进行熔炼之前去除丝状原料表面油污和其他杂物，之后以酒精为清洗剂，用超...

【技术特征摘要】
1.一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法，其特征在于具有如下步骤：S1、原料准备将VIM熔炼所得镍基高温合金铸锭作为电子束熔炼的原料，将原料切割成一定厚度且尺寸契合水冷铜坩埚精炼区的片状原料，或将原料切割成丝状原料或块状原料；若将原料切割成一定厚度且尺寸契合水冷铜坩埚精炼区的片状原料时，在进行熔炼之前将片状原料的表面进行打磨，去除片状原料表面的切割痕迹、油污、杂质及缺陷；之后以酒精为清洗剂，用超声清洗机将片状原料清洗干净；将第一层原料置于水冷铜坩埚精炼区中，其余片状原料置于加料机构上；若将原料切割成丝状原料时，在进行熔炼之前去除丝状原料表面油污和其他杂物，之后以酒精为清洗剂，用超声清洗机将丝状原料清洗干净，加料时，将第一层原料置于水冷铜坩埚精炼区中，并覆盖水冷铜坩埚精炼区底面，其余丝状原料置于加料机构上；若将原料切割成块状原料时，在进行熔炼之前去除块状原料表面的机加工痕迹、油污、杂质及缺陷，之后以酒精为清洗剂，用超声清洗机将块状原料清洗干净，加料时，将第一层原料置于水冷铜坩埚精炼区中，并覆盖水冷铜坩埚精炼区底面，其余块状原料置于加料机构上；S2、熔炼前准备原料准备完毕后，关闭炉门进行真空预抽，在熔炼室真空度≤10Pa时，停止抽真空并向熔炼室内通入氩气，对熔炼室进行洗气，之后再次进行真空预抽，当真空预抽完毕后对熔炼室抽高真空，进行熔炼操作之前，熔炼室真空条件要求满足：熔炼室真空度小于5×10-2Pa，电子束枪体真空度小于5×10-3Pa；灯丝预热，预热时间为12min；S3、电子束层覆熔炼灯丝预热完毕后进行熔炼操作：以5～10mA/s速度缓慢增加束流至所定工艺参数；所述工艺参数：功率为9～15kW，熔炼时间为5～30min，束斑设定值为10×10，束斑大小为φ5mm～φ50mm；当第一层熔炼完毕时，5min内缓慢降低束流至0，同时将束斑大小线性降低至最小，并通过控制束斑来诱导杂质收弧到水冷铜坩埚杂质收集区，之后，束斑回到水冷铜坩埚精炼区，再次以5～10mA/s速...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭毅，赵龙海，游小刚，尤启凡，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21