一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法技术

本发明专利技术提供一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，包括如下步骤：S1、高温合金原材料的预处理；S2、电子束精炼提纯高温合金，得到高纯的FGH4096高温合金铸锭。本发明专利技术利用在电子束精炼镍基高温合金之前加入微量Ca元素作为脱硫剂，促进电子束精炼镍基高温合金过程中S杂质的深度去除，从而解决镍基高温合金母材的超纯净化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法
本专利技术涉及一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法。
技术介绍
高温合金材料在航空航天等领域广泛应用，是制造航空航天领域热端部件的重要材料。由于长期处于高温、高转速、高应力等极端工作环境，对材料的高温强度、蠕变和疲劳性能有极高的要求，其研究和应用水平是衡量一个国家材料科学综合实力的重要标志。而高温合金中的S杂质元素容易形成低熔点共晶物，降低材料塑性，同时也容易发生偏析，增加结晶裂纹的敏感性。因此控制和减少S元素的含量是解决高温合金母材的超纯净化问题的关键。对于镍基高温合金脱硫，通常情况下比较可行的方法是采用真空感应熔炼法熔炼合金。目前，国内较为成熟的真空感应熔炼技术可以将合金中的硫含量降到10ppmw左右，单独使用真空感应熔炼技术脱硫效果往往并不显著，还需要配合添加脱硫剂脱硫，即选用一些与硫具有较大亲和力，而且能够生成高熔点且低密度易于上浮的硫化物的金属元素作为脱硫剂。然而，依赖真空感应熔炼技术进行脱硫的终产物CaS和钙铝酸盐等夹杂只能依靠上浮去除，这种方法对去除小尺寸夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、高温合金原材料的预处理：/nS11、所述原材料为真空感应熔炼制备的FGH4096母合金；/nS12、将所述原材料在线切割车床上切割成长度为50mm、宽度为20mm、高度为20mm的块体，以便能够将其放入水冷铜坩埚中；/nS13、使用砂轮机对切割后的所述原材料表面进行打磨，去除表面的氧化皮以及油污杂质，使得所述原材料表面光亮清洁；/nS14、将打磨后的所述原材料放置在超声清洗机中，分别使用去离子水和酒精对其进行超声清洗三次；/nS15、超声清洗完毕后，将清洗后的所述原材料置于烘干箱烧杯中，防止粘附灰尘和其...

【技术特征摘要】
1.一种添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、高温合金原材料的预处理：
S11、所述原材料为真空感应熔炼制备的FGH4096母合金；
S12、将所述原材料在线切割车床上切割成长度为50mm、宽度为20mm、高度为20mm的块体，以便能够将其放入水冷铜坩埚中；
S13、使用砂轮机对切割后的所述原材料表面进行打磨，去除表面的氧化皮以及油污杂质，使得所述原材料表面光亮清洁；
S14、将打磨后的所述原材料放置在超声清洗机中，分别使用去离子水和酒精对其进行超声清洗三次；
S15、超声清洗完毕后，将清洗后的所述原材料置于烘干箱烧杯中，防止粘附灰尘和其他杂质，在80℃温度条件下烘干10min，待电子束精炼使用；
S2、电子束精炼提纯高温合金：
S21、对水冷铜坩埚、电子束熔炼炉炉体及炉壁进行清理；
S22、将金属钙脱硫剂放置在水冷铜坩埚底部，将预处理后的所述原材料放置在金属钙脱硫剂上部，确定准备就绪且炉体清洁后关闭炉门准备精炼；
S23、对电子束熔炼炉熔炼室和电子枪室进行真空预抽，达到目标真空度；达到目标真空度后，对电子枪进行预热；
S24、预热完毕后，以电子束环形扫描路径熔炼所述原材料；
S25、观察合金是否熔化，待水冷铜坩埚中原材料以及金属钙单质完全熔化混合后，对所述原材料进行精炼20min，使得高温合金熔体中的金属钙元素与硫杂质充分反应；
S26、精炼过程完毕后，控制电子束精炼参数，使合金中的夹杂物迁移到铸锭上表面边缘处；
S27、关闭电子枪高压，增加束流大小至60mA，高压值降为0kV后关闭电子枪电源，使得铸锭在水冷铜坩埚中充分凝固并冷却2h；
S28、待炉体和铸锭冷却后取出电子束精炼的FGH4096合金铸锭，切除铸锭表面最后凝固区域的夹杂物富集部分，得到高纯的FGH4096高温合金铸锭。


2.根据权利要求1所述的添加脱硫剂促进电子束精炼镍基高温合金脱硫的方法，其特征在于，所述步骤S21的具体步骤如下：
先使用1000#砂纸对水冷铜坩埚进行打磨抛光，然后使用沾有酒精...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭毅，李毅，游小刚，李鹏廷，王轶农，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21