一种高温合金返回料的分类回收方法技术

本发明专利技术公开了一种高温合金返回料的分类回收方法，属于合金返回料回收技术领域。该方法首先将相同牌号的高温合金返回料根据状态不同分为三类，然后对不同类的返回料进行分别回收处理，本发明专利技术不仅能够有效降低统一回收重熔时不同批次合金返回料成分及杂质含量波动较大的弊端，而且能够缩短回收周期，降低合金回收时的生产成本，生产出质量稳定的返回料供生产或科研需求使用，经济效益显著。

A classified recovery method of Superalloy returns

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金返回料的分类回收方法
本专利技术涉及合金返回料回收
，具体涉及一种高温合金返回料的分类回收方法。
技术介绍
高温合金具有良好的高温强度和抗氧化、抗腐蚀能力，优异的抗疲劳和抗蠕变性能，良好的组织稳定性，是现代国防建设和国民经济发展不可代替的关键材料。随着技术的不断发展，人们对材料的要求越来越高，高温合金的使用量也越来越大，但由于我国的铸造水平还不高，导致材料的有效使用率较低，大量高温合金以返回料的形式存在，由于高温合金返回料来源较多，而不同来源的返回料之间主要成分及杂质含量等波动较大，导致重熔后主成分及杂质含量不稳定，有的甚至超标，如果全部进行全元素检测及调整，不仅工作量较大，而且成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高温合金返回料的分类回收方法，该方法根据返回料所含有的夹杂物及元素氧化烧损不同来分类回收，能够大幅提高返回料重熔后成分的稳定性，降低工作量及生产成本。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种高温合金返回料的分类回收方法，该方法包括以下步骤：(1)将相同牌号的高温合金返回料根据状态不同分为以下三类，然后按照步骤(2)-(4)分别处理三类返回料；第一类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中有严重缩孔或夹杂物(含有过滤网和/或型芯)的部分；第二类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中无明显缩孔和夹杂物(除第一类外)的部分；第三类：服役后报废的铸件；(2)第一类返回料的回收方法：由于缩孔及夹杂物较多，首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第一类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼30-40min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体；降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，制样检测的同时在1360-1400℃低温精炼30-40min，并根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；(3)第二类返回料的回收方法：首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第二类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1500-1550℃精炼10-20min,降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；(4)第三类返回料的回收方法：由于第三类返回料内外表面氧化较多且外表一般有涂层，首先使用化学腐蚀、吹砂和/或打磨等方式除去表面的涂层及氧化皮，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼20-30min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体，降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，在1360-1400℃低温精炼10-20min，根据检测结果加入易烧损元素调整成分至该牌号合金合格成分线内，提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用。所述高温合金返回料指在生产高温合金零件过程中除成品零件外其余需要返回重熔的部分，主要包括生产过程中的浇冒口、报废零件以及服役后报废的零件等。上述步骤(1)中，所述未服役不合格铸件是指未经过试车或正式装机使用，在铸造生产过程中被判定为不合格产品的铸件。上述步骤(1)中，所述严重缩孔是指连续区域内直径大于10mm的孔洞或疏松。上述步骤(2)-(4)中，所述送电熔化为当真空度小于10Pa时以电源额定功率的70％-90％送电至目视合金料全部熔化。上述步骤(2)-(4)中，所述取样器为使用SiO2制作的圆柱形专用取样器。上述步骤(2)-(4)中，所述检测化学成分为取长×宽×高＝30mm×30mm×10mm的分析块使用光谱分析化学成分。上述步骤(2)和步骤(4)中，合金液浇注在组装好预热后的锭模内，使用的溜槽及锭模口均需加10-20PPI的过滤网，防止氧化物及夹杂物进入合金液中，待冷却后从锭模内脱出合金棒并打磨表面标记好备用。上述步骤(3)中，合金液浇注在组装好预热后的锭模内，浇注时在锭模口加10-20PPI的过滤网，待冷却后从锭模内脱出合金棒并打磨表面标记好备用。上述步骤(2)-(4)中，溜槽内的挡渣过滤网使用10PPI，锭模口处使用的过滤网为15-20PPI。本专利技术的优点和有益效果如下：本专利技术的高温合金返回料分类回收方法，不仅能够有效降低不同批次合金返回料成分及杂质含量波动较大的弊端，而且能够缩短回收周期，降低合金回收时的生产成本，生产出质量稳定的返回料供生产或科研需求使用。具体实施方式：本专利技术为高温合金返回料的分类回收方法，该方法将相同牌号的高温合金返回料根据状态不同分为三类，第一类：未服役不合格铸件及浇注系统中有严重缩孔或含有过滤网、型芯等夹杂物的部分；第二类：未服役不合格铸件及浇注系统中除第一类外无明显缩孔和夹杂物的部分；第三类：服役后报废的铸件。对于第一类返回料，应经高温精炼除去氧化物及夹杂物，在浇注时使用双层过滤网去除高熔点夹杂物，然后调整合金成分至合格并浇注成合金锭备用；对于第二类返回料，可相对降低高温精炼温度及时间，清理表面重熔后使用单层过滤网浇注成合金锭备用即可；对于第三类返回料，需经化学腐蚀、吹砂、打磨等除去表面附着物，重熔后补充易氧化元素后浇注成合金锭备用。以下实施例1-3为使用本专利技术的分类回收方法冶炼牌号为K417G的高温合金返回料，通过目视检测，将K417G返回料进行筛分和归类，并放到指定区域，以备使用；每个实施例中各对两批返回料(返回料Ⅰ和返回料Ⅱ)进行回收。对比例1-3未使用本专利技术回收方法冶炼牌号为K417G的高温合金返回料。实施例1：1)筛分出第一类返回料，即未服役不合格铸件且铸件浇注系统中有严重缩孔或夹杂物(含有过滤网和/或型芯)的部分；2)对第一类返回料进行震动和吹砂，去除K417G返回料的表面氧化皮和残余型壳；3)将处理后的返回料进行装炉，合炉后抽除气体，待炉内真空抽至5Pa后，开始送电化料；4)当返回料完全熔化及化清后，将熔体温度提高至1600℃，保持30min进行高温精炼；5)随后停电降温，当熔体温度为1380℃时，采用SiO2取样器进行取样和分析；6)利用功率使熔体在1380℃保温35min进行低温精炼，并根据炉前取样的分析结果，配好所需补加元素含量，并用锡纸包裹以备使用；7)在低温精炼完成后，通过加料机构进行补料；8)随后对合金熔体进行提温至1500℃，进行搅拌3min，随后降低功率使温度保持在1450℃，准备浇注；9)将合金液浇注到带有15PPI过滤网的模管中，冷却后切除冒口和切取分析块进行成分分析；10)对成分合格铸锭表面氧化皮进行打磨，呈现金属光泽，以备使用。实施例2：首先筛分出第二类返回料，即未服役不合格铸件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金返回料的分类回收方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n(1)将相同牌号的高温合金返回料根据状态不同分为以下三类，然后按照步骤(2)-(4)分别处理三类返回料；/n第一类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中有严重缩孔或夹杂物的部分；/n第二类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中无明显缩孔和夹杂物的部分；/n第三类：服役后报废的铸件；/n(2)第一类返回料的回收方法：由于缩孔及夹杂物较多，首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第一类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼30-40min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体；降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，制样检测的同时在1360-1400℃低温精炼30-40min，并根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；/n(3)第二类返回料的回收方法：首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第二类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1500-1550℃精炼10-20min,降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；/n(4)第三类返回料的回收方法：由于第三类返回料内外表面氧化较多且外表一般有涂层，首先使用化学腐蚀、吹砂和/或打磨等方式除去表面的涂层及氧化皮，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼20-30min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体，降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，在1360-1400℃低温精炼10-20min，根据检测结果加入易烧损元素调整成分至该牌号合金合格成分线内，提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高温合金返回料的分类回收方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)将相同牌号的高温合金返回料根据状态不同分为以下三类，然后按照步骤(2)-(4)分别处理三类返回料；
第一类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中有严重缩孔或夹杂物的部分；
第二类：未服役不合格铸件且铸件浇注系统中无明显缩孔和夹杂物的部分；
第三类：服役后报废的铸件；
(2)第一类返回料的回收方法：由于缩孔及夹杂物较多，首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第一类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼30-40min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体；降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，制样检测的同时在1360-1400℃低温精炼30-40min，并根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；
(3)第二类返回料的回收方法：首先使用震动、吹砂和/或抛丸等方式除去第二类返回料表面的氧化皮及残余型壳，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1500-1550℃精炼10-20min,降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，根据检测结果加入新料调整成分至该牌号合金合格成分线内；最后提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用；
(4)第三类返回料的回收方法：由于第三类返回料内外表面氧化较多且外表一般有涂层，首先使用化学腐蚀、吹砂和/或打磨等方式除去表面的涂层及氧化皮，然后把处理后的返回料装入真空感应炉中送电熔化，化清后提温至1600-1650℃高温精炼20-30min,有效溶解氧化物及夹杂物并除去带入的有害气体，降温并使用取样器取样检测合金的化学成分，在1360-1400℃低温精炼10-20min，根据检测结果加入易烧损元素调整成分至该牌号合金合格成分线内，提温至1450-1500℃时浇注成合金锭备用。


2.根据权利要求1所述的高温合金返回料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢君，王道红，侯桂臣，仉凤江，王振江，荀淑玲，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，江苏金研新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21