一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，涉及一种GH3039材料的返回料熔炼方法，具体涉及一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法。采用中频感应熔炼+真空感应熔炼+一次真空重熔+二次真空重熔的工艺路线熔炼的方法，提高了材料的纯净度，降低了产品的缺陷产生率，提高了产品的合格比率；产品在固定要求的热处理制度下，各项力学性能指标均较高，有效地提高了材料的各项力学性能指标；可有效地降低企业生产成本，增加材料的二次利用，起到了节能减排的作用。起到了节能减排的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法


[0001]本专利技术属于冶金
，涉及一种GH3039材料的返回料熔炼方法，具体涉及一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法。

技术介绍

[0002]GH3039合金为单相奥氏体型固溶强化合金，在800℃以下具有中等的热强性和良好的热疲劳性能，1000℃以下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定，还具有良好的冷成形性和焊接性能。适宜于850℃以下长期使用的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件。该合金可以生产板材、棒材、丝材、管材和锻件。返回料的应用不但可以有效降低企业的生产成本，还可有效降低材料的消耗率。综上所述，随着金属原材料资源的减少及原材料采购成本的增加，返回料的应用已成为当务之急。
[0003]实验表明，经过固定热处理工艺(固溶温度1065
±
15℃，液体冷却到26℃以下)处理后，普通返回料熔炼法生产的GH3039产品高温性能无法满足800℃条件下抗拉强度大于等于245MPa、延伸率大于等于40％的要求。
[0004]通过技术改进，采用本方法生产产品的性能均可满足上述性能要求，产品合格率可达到98％左右，可满足工程需要。该合金锻件产品可进一步拓展应用到其他项目中。

技术实现思路

[0005]鉴于上述存在的存在的问题，本专利技术提供一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法，目的在于解决现有技术中返回料或废锻件不能使用的问题，提高了材料的利用率，实现其在燃机用产品上的二次利用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法，包括以下步骤：步骤1、将返回料和/或废锻件的表面清理干净，然后置于中频感应炉中，启动并送电熔化合金，合金熔化过程中加入复合盐净化处理，炉料熔化完成后，调整成分使其主要合金元素含量均在GH3039合金标准成分的范围内，升温至1600～1680℃时，浇注成一次料锭；步骤2、当步骤1完成后，一次料锭的成分按重量百分比在一定范围内时，准备进行真空感应熔炼；将一次料锭置于真空感应炉中，启动真空设备抽真空，当真空度≤3.0Pa，送电升温至1400～1480℃进行精炼，合金熔化过程中要求真空度≤6.3Pa，精炼时间为23～34min，精炼过程中控制真空度≤1.5Pa，精炼结束后降温至合金熔液表面结膜；结膜的合金熔液重新加热，然后浇注成电渣用电极铸锭；步骤3、利用步骤2中浇注获得的电极铸锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为Ф430钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料一次真空重熔钢锭；步骤4、利用步骤3中重熔获得的电极铸锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为Ф430钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料一次真空重熔钢锭；步骤5、利用步骤4中重熔获得的真空重熔钢锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为
Ф500钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料二次真空重熔钢锭。
[0008]进一步地，所述步骤1中复合盐为70％B2O3+30％Na2B4O7和60％CaF2+40％CaO的混合物。
[0009]进一步地，所述步骤2中一次料锭的成分按重量百分比范围为Cr 19.50～21.00％，Mo 1.90～2.10％，Mn≤0.40％，Si 0.10～0.30％，C 0.02～0.04％，Al 0.50～0.70％，Ti 0.50～0.70％，Nb 0.95～1.15％，Fe≤3.0％，余量为Ni。
[0010]进一步地，所述步骤2中结膜的合金熔液重新加热温度为1430～1480℃，加热过程中控制真空度≤3.0Pa。
[0011]进一步地，所述步骤3、4中真空重熔过程中真空度≤0.3Pa，重熔电流在3500～4500A，重熔电压在18～24V。
[0012]进一步地，所述步骤5中真空重熔过程中真空度≤0.3Pa，重熔电流控制在4500～5500A，重熔电压控制在20～28V。
[0013]本专利技术的设计思想是：本专利技术的燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法，采用中频感应+真空感应+真空重熔的方法，具体为：炉料表面清理
→
中频感应炉熔炼(加入复合盐处理剂)
→
真空感应
→
真空重熔一次钢锭
→
真空重熔二次钢锭的工艺路线。
[0014]炉料表面处理，可以有效去除表面的油污及氧化物，提高炉料的纯净度；中频感应熔炼可有效把形状复杂不利于入炉的返回料放入炉中熔炼，同时加入复合盐处理剂，可有效降低返回料中的氧氮含量至新料水平同时大尺寸的Al2O3和TiN被熔融的净化剂吸收，有效减少有害气体及夹杂物的含量，提高材料的纯净度；真空感应熔炼更进一步提纯材料使其低熔点的氧化物及夹杂物分解去除；一次真空重熔可有效地提高材料的组织均匀性，减少缺陷，减少材料中夹杂物残留的数量，二次真空重熔更进一步提高材料的各项性能指标。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下。
[0016](1)本专利技术采用返回料熔炼法生产燃机用GH3039材料锻件产品，可有效地降低企业生产成本，增加材料的二次利用，起到了节能减排的作用。
[0017](2)本专利技术所采取的中频感应熔炼+真空感应熔炼+一次真空重熔+二次真空重熔的工艺路线熔炼的钢锭，提高了材料的纯净度，降低了产品的缺陷产生率，提高了产品的合格比率。
[0018](3)采用本专利技术生产的产品，在固定要求的热处理制度下，各项力学性能指标均较高，有效地提高了材料的各项力学性能指标。
具体实施方式
[0019]本专利技术实施例中采用的补加元素镍、锰、铬、钼、硅中间合金和碳的重量纯度分别为金属镍中Ni≥99.99％，金属钼中Mo≥99.9％，金属锰中Mn≥99.4％，结晶硅Si≥99.3％，C≥99.5％、Al≥99.9％、Ti≥99.9％、Nb≥99.9％。
[0020]本专利技术实施例中采用的返回料为燃机产品用合金制备时产生的浇冒口、浇道及电渣过程中电极余尾透等部分返回料。
[0021]本专利技术实施例中采用的废锻件为燃机用GH3039产品生产制造过程中产生的废锻件。
[0022]一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法，包括以下步骤：步骤1、将返回料和/或废锻件的表面清理干净，然后置于中频感应炉中，启动并送电熔化合金，合金熔化过程中加入复合盐净化处理，炉料熔化完成后，调整成分使其主要合金元素含量均在GH3039合金标准成分的范围内，升温至1600～1680℃时，浇注成一次料锭；步骤2、当步骤1完成后，一次料锭的成分按重量百分比在一定范围内时，准备进行真空感应熔炼；将一次料锭置于真空感应炉中，启动真空设备抽真空，当真空度≤3.0Pa，送电升温至1400～1480℃进行精炼，合金熔化过程中要求真空度≤6.3Pa，精炼时间为23～34min，精炼过程中控制真空度≤1.5Pa，精炼结束后降温至合金熔液表面结膜；结膜的合金熔液重新加热，然后浇注成电渣用电极铸锭；步骤3、利用步骤2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃机用GH3039材料的返回料熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将返回料和/或废锻件的表面清理干净，然后置于中频感应炉中，启动并送电熔化合金，合金熔化过程中加入复合盐净化处理，炉料熔化完成后，调整成分使其主要合金元素含量均在GH3039合金标准成分的范围内，升温至1600～1680℃时，浇注成一次料锭；步骤2、当步骤1完成后，一次料锭的成分按重量百分比在一定范围内时，准备进行真空感应熔炼；将一次料锭置于真空感应炉中，启动真空设备抽真空，当真空度≤3.0Pa，送电升温至1400～1480℃进行精炼，合金熔化过程中要求真空度≤6.3Pa，精炼时间为23～34min，精炼过程中控制真空度≤1.5Pa，精炼结束后降温至合金熔液表面结膜；结膜的合金熔液重新加热，然后浇注成电渣用电极铸锭；步骤3、利用步骤2中浇注获得的电极铸锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为Ф430钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料一次真空重熔钢锭；步骤4、利用步骤3中重熔获得的电极铸锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为Ф430钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料一次真空重熔钢锭；步骤5、利用步骤4中重熔获得的真空重熔钢锭，在真空自耗重熔炉中进行规格为Ф500钢锭的真空重熔，生产出合格的燃机用GH3039材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：伦建伟，刘晓书，栾威威，王海棠，杨功斌，张俊峰，吕蕊娇，金艳阳，
申请(专利权)人：沈阳科金特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：