一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法技术

本发明专利技术提供一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法，包括如下步骤：S1、高温合金原材料的预处理；S2、电子束精炼去除高温合金中的低密度与高密度夹杂物，得到低密度及高密度夹杂物含量极低的DD406高温合金铸锭。本发明专利技术采用电子束精炼技术同步去除高温合金中的低密度及高密度夹杂。通过在高真空精炼过程中增加熔体过热实现熔体内部小尺寸低密度与高密度夹杂物的溶解去除，通过高能电子束的轰击作用实现熔体表面大尺寸低密度夹杂物的原位分解去除，通过铸锭底部的凝壳的吸附作用实现大尺寸高密度夹杂物的捕获去除，从而全面去除合金中的低密度及高密度夹杂，进而通过浇铸获得高纯的高温合金锭坯。

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法
本专利技术涉及一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法。
技术介绍
高温合金在制备过程中会添加大量合金化元素从而使其具有良好的服役性能，随着对合金使用要求的不断提高，一些贵金属元素如Ta、Hf、Re等逐渐被添加到高温合金、特别是定向及单晶高温合金中。高温合金中的活性元素，如Al、Ti等极易熔体中的O、N结合形成稳定性极高的低密度夹杂物，如Al2O3、TiN等。另一方面，某些贵合金元素(如Hf等)在熔炼的过程中极易与坩埚、型壳及其它耐火材料发生反应，形成细小的高密度夹杂物，如HfO2等。这些低密度与高密度夹杂物严重影响合金的常温及高温力学性能，特别是低周疲劳性能，因此需要严格加以控制。当前，采用泡沫陶瓷过滤、促进熔池中夹杂物的上浮或对上浮至熔体表面的夹杂物进行吸附是熔炼过程中夹杂物去除的主要途径。由夹杂物运动的Stokes定律可知，当夹杂物尺寸越小，其上浮或沉降的速度越慢，通过促进上浮或沉降的方式去除夹杂物变得越困难，而陶瓷过滤也只对大尺寸夹杂有较好的效果。当前已有的手段能够成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、高温合金原材料的预处理：/nS11、所述原材料为含有不同种类夹杂物的DD406合金；/nS12、将所述原材料加工至合适尺寸，以能够放入精炼用水冷铜坩埚为准；/nS13、对加工后的所述原材料进行打磨，去除表面的陶瓷粘连、氧化层以及加工痕迹等，使合金无外来污染物；/nS14、将打磨后的所述原材料进行清洗、烘干，备用；/nS2、电子束精炼去除高温合金中的低密度与高密度夹杂物：/nS21、对电子束精炼及凝固用水冷铜坩埚进行清理：打磨、酒精擦拭、烘干，以保证水冷铜坩埚清洁无污染；/nS22、清理电子束熔炼炉炉体及...

【技术特征摘要】
1.一种高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、高温合金原材料的预处理：
S11、所述原材料为含有不同种类夹杂物的DD406合金；
S12、将所述原材料加工至合适尺寸，以能够放入精炼用水冷铜坩埚为准；
S13、对加工后的所述原材料进行打磨，去除表面的陶瓷粘连、氧化层以及加工痕迹等，使合金无外来污染物；
S14、将打磨后的所述原材料进行清洗、烘干，备用；
S2、电子束精炼去除高温合金中的低密度与高密度夹杂物：
S21、对电子束精炼及凝固用水冷铜坩埚进行清理：打磨、酒精擦拭、烘干，以保证水冷铜坩埚清洁无污染；
S22、清理电子束熔炼炉炉体及炉壁污染物，避免精炼过程中外来杂质的引入；
S23、将预处理后的所述原材料放置在精炼用水冷铜坩埚中，确定原材料准备就绪且炉体清洁后关闭电子束熔炼炉炉门；
S24、打开电子束精炼设备，对电子束熔炼炉和电子枪枪体抽至目标真空状态，达到目标真空度后，对设备进行预热；
S25、预热完毕后启动高压，待高压稳定后缓慢增加左侧电子枪束流至600mA，均匀扫描并熔化精炼用水冷铜坩埚中的原材料；
S26、待所述原材料完全熔化后，对所述原材料进行精炼10min；
S27、对精炼后的原材料进行熔体过热处理；
S28、熔体过热处理后，将大尺寸低密度夹杂物富集在铸锭表面最后凝固区；
S29、对最后凝固区的大尺寸低密度夹杂物进行高温热解，至夹杂物完全分解后，将大尺寸高密度夹杂物充分沉降至熔体底部进而被凝壳捕获；
S210、精炼结束后，将左侧电子枪束流大小瞬间调节至0mA，同时开启熔炼坩埚倾倒机构，使精炼后的熔体流入凝固用水冷铜坩埚中，而熔炼用水冷铜坩埚中的凝壳则保留在原坩埚中；
S211、通过右侧电子枪均匀扫描凝固用水冷铜坩埚中的高温合金熔体，使凝固用水冷铜坩埚中熔体表面均匀；
S212、关闭电子枪高压，将两电子枪束流增加至60～120mA使高压值为0后关闭电子枪，使得铸锭在凝固用水冷铜坩埚中充分凝固并冷却；
S213、取出电子束精炼后的DD406合金铸锭，得到低密度及高密度夹杂物含量极低的DD406高温合金铸锭。


2.根据权利要求1所述的高温合金中高密度夹杂与低密度夹杂同步去除的方法，其特征在于，所述步骤S14的具体步骤如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：游小刚，谭毅，庄辛鹏，赵龙海，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