一种锆合金铸锭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锆合金铸锭的制备方法，该方法包括以下步骤：一、将海绵锆与合金原料混合后进行压制，得到电极块；二、将电极块在保护气氛下进行焊接，得到自耗电极；三、将自耗电极采用控制电流的方式进行真空自耗熔炼，得到一次铸锭；四、将一次铸锭采用控制电极熔化速度的方式进行真空自耗熔炼，得到锆合金铸锭。本发明专利技术先采用控制电流的方式进行真空自耗熔炼，解决了自耗电极块的密度分布不均匀，熔炼过程中稳定性相对较差的问题，然后采用控制电极熔化速度的方式进行真空自耗熔炼，建立了合理的电极熔化速度和熔池深度，保证了锆合金铸锭具有最佳的纯净度和合金成分均匀性，解决了现有真空自耗电弧炉熔炼锆合金铸锭质量波动大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锆合金铸锭的制备方法
本专利技术属于金属材料制备
，具体涉及一种锆合金铸锭的制备方法。
技术介绍
锆及其合金具有中子吸收截面小，与铀相容性好的特点，是核反应堆燃料包壳和结构材料中应用最为广泛的金属材料之一。锆作为活泼金属，常规熔炼方式难免会造成氧、氮或坩埚材料的污染，杂质元素控制严格的核级锆合金目前主要采用真空自耗电弧熔炼的方式进行熔炼和铸锭制备。真空自耗电弧熔炼通过低电压和大电流形成的弧光放电作为热源来熔炼金属并产生铸锭。锆合金铸锭质量主要与表面质量、冒口深度、成分均匀性相关，这些都受控于真空自耗电弧熔炼过程中的工艺控制。通常，真空自耗电弧熔炼主要采用电流控制熔炼的方式，但是存在熔炼阶段熔速波动大的问题，熔炼过程中的稳定性无法保障，导致合金成分均匀性及表面质量出现偏差，而仅通过熔速控制会在第一次熔炼时出现不稳定的情况。因此，需要采用一种可靠的熔炼技术来进行锆合金真空自耗电弧熔炼，实现铸锭纯净度、表面质量和成分均匀性的有效控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一、将海绵锆与合金原料混合后进行压制，得到电极块；/n步骤二、将步骤一中得到的电极块在保护气氛下进行焊接，得到自耗电极；/n步骤三、将步骤二中得到的自耗电极在真空自耗电弧炉中采用控制电流的方式进行真空自耗熔炼，得到一次铸锭；/n步骤四、将步骤三中得到的一次铸锭在真空自耗电弧炉中采用控制电极熔化速度的方式进行真空自耗熔炼，得到锆合金铸锭。/n

【技术特征摘要】
1.一种锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将海绵锆与合金原料混合后进行压制，得到电极块；
步骤二、将步骤一中得到的电极块在保护气氛下进行焊接，得到自耗电极；
步骤三、将步骤二中得到的自耗电极在真空自耗电弧炉中采用控制电流的方式进行真空自耗熔炼，得到一次铸锭；
步骤四、将步骤三中得到的一次铸锭在真空自耗电弧炉中采用控制电极熔化速度的方式进行真空自耗熔炼，得到锆合金铸锭。


2.根据权利要求1所述的一种锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤四中所述真空自耗熔炼的次数为1-3次。


3.根据权利要求1所述的一种锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤一中所述合金原料为金属锡、金属铁、金属铬和金属镍的混合物，金属锡、金属铁和金属铬的混合物或锆铌中间合金。


4.根据权利要求1所述的一种锆合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤三中所述真空自耗熔炼的过程为：在真空度低于1Pa，漏气率低于1Pa/min的条件下，控制起弧电流为3kA～20kA，正常熔炼阶段电流为10kA～20kA，电压为25V～45V，进行真空自耗熔炼。

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【专利技术属性】
技术研发人员：田锋，严宝辉，袁波，周宣，周军，石明华，赵伟鹏，孙涛涛，
申请(专利权)人：西部新锆核材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61