一种工业化生产Ｉｎｃｏｎｅ１６９０合金的超纯净熔炼方法技术

本发明专利技术属于真空感应熔炼技术领域，涉及对工业化生产Ｉｎｃｏｎｅｌ６９０合金熔炼工艺的改进，具体说是一种工业化生产Ｉｎｃｏｎｅｌ６９０合金的超纯净熔炼工艺方法，应用高纯度（ＣａＯ＞９８．５％）、热力学稳定性好的ＣａＯ耐火材料作为真空感应熔炼的坩埚材料；具体熔炼工艺为：装料→熔化期→精炼期→冷凝→脱氧、脱硫期→浇注；在精炼期通过提高精炼温度，强化脱氧、硫的热力学和动力学条件，在坩埚壁部和钢液表面进行有效脱氧、脱硫；在脱氧、脱硫期内加入强脱氧、脱硫剂，对合金进行终脱氧、脱硫，进一步降低合金中的氧、硫含量，使之都在１０ｐｐｍ．ｗｔ以下。本发明专利技术有效改善合金的高温塑性，提高合金的热加工性能，获得高质量合会。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空感应熔炼领域，具体为一种工业化生产1-690合金的超纯净熔炼工艺方法。背景MInconel690合金是美国牌号，其主要成分范围如下<table>table see original document page 3</column></row><table>通常工业化真空感应熔炼生产Incond690合金所使用的是MgO或MgO-Al203为耐火材料的坩埚，无法实现精炼期高温脱氧、脱硫，熔炼末期也没有加入强脱氧、脱硫剂。 一般生产出的合金氧、硫含量大约为20ppm.wt (重量)左右，无法达到超纯净。因此，合金的高温塑性较低，无法X寸合錢行理想的热加工，使合金的热加工成品率较低。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种工业化生产1-690合金的超纯净熔炼工艺方法，采用该方法可生产出氧、硫含量小于10ppm的超纯净Inconel690合金，提高了合金的高温塑性，改善合金的热加工性能。本专利技术的技术方案是一种工业化生产Inconel690合金(以下简称1-690合金)的超纯净熔炼工艺方法，应用高纯度(CaO〉98.5wt %)、热力学稳定性好的CaO耐火材料作为熔炼的坩埚材料；采用真空感应熔炼的方法，具体熔炼工艺为装茅4">烙化期~>精炼期—冷凝—脱氧、脱硫期—浇注；精炼期利用钙质坩埚自身的优势，有效提高精炼温度，可以在1650°C~1730。C进行精炼，保温10^30倂中，较传统的坩埚高出50。C 10(TC，仓隨了更好的脱氧、脱硫的热力学和动力学剝牛，使1-690合金通过坩埚壁和钢液表面脱氧、脱硫。合金冷凝，将1-690合金降温至熔点，通过合金中氧、氮溶解度随着^Jt降低而减小的原理，冷凝过程中可实现一定的脱氧、脱氮效果。脱氧、脱硫期，通过加入强脱氧、脱硫剂，对合M行终脱氧脱硫，进一步降低合金中的氧、硫含量。本专利技术中，脱氧剂为Ni-Ca或M-Mg中间合金，脱硫剂为Ni-Ca中间合金。本专利技术提供的真空感应熔炼工艺方法中，工艺过程的机理如下(1) 合金熔化期在真空下熔炼主元素，通aife阶段良好的碳-氧反应，达到合金一定的脱氧、脱氮目的。(2) 合金精炼期采用高温、高真空的精炼制度，利用感应熔炼良好的搅拌，增大钢液中氧、硫的扩散速度，强化脱氧、脱硫的热力学和动力学，通过坩埚壁和钢液表面脱氧、脱硫。(3) 合金冷凝期随合金液温度的降低，合金中氧、氮的溶解度降低，实现一定的脱氧、脱氮效果。(4) 脱氧、脱硫期在氩气保护性气氛下，向钢液中加入强脱氧、脱硫剂，进一步实现合金的强化脱氧、脱硫。本专利技术的优点1、 本专利技术应用高纯度(CaO>98.5wt%)、热力学稳定性好的CaO耐火材料作为真空感应熔炼的坩埚桐料，保证了超纯净化熔炼工艺得以实现。2、 本专利技术通过精炼期和脱氧、脱硫期相结合的方法，有效降低了合金中的氧、硫含量，确保合金的超纯净。3、 本专利技术的出现，有效的提高1-690合金的纯度，进而提高合金的高温塑性，改善了合金的热加工性能。具体实駄式实施例1采用高纯度、热力学稳定CaO耐火材料打结的坩埚，进行工业化生产1-690合金的熔炼，熔炼工艺包括装14">熔化期~>精炼期^冷M^脱氧、脱硫期—浇注；其中，装料、熔化期、浇注为采用常规技术。具体过程为(1) 熔炼的坩埚采用CaO打结500kg坩埚，CaO纯度》98.5wt。/。；(2) 合金原料按照成分的要求，取Ni板、纯Fe、金属Cr、 C等合金元素，脱氧、脱硫剂。此步骤中，脱氧剂为M-Ca中间合金M80wt%， Ca20wt%;或者，脱氧剂为Ni-Mg中间合金Ni 80wt%， Mg 20wt%;脱硫剂为Ni-Ca中间合金Ni 80wt%，Ca20wt%。(3) 合織炉将主原料Ni、 Cr、 C、 Fe装入坩埚，Ti、 Al及脱氧、脱硫齐IJ^A合金加料斗不同格中；(4) 合金熔化合炉抽真空至小于0.8Pa开始送电，先在200KW下20分钟，后360KW至化清；(5) 合金精炼合金化清后，在360KW下5分钟升温至1710。C，保温20分钟精炼；(6) 合金冷凝精炼完停电冷冻至合金熔点以下(钢液表面凝固，翻动坩埚无钢液流动)；Ti、 Al均在加入终脱氧剂、终脱硫剂之前加入，海绵钛以粒状形式加入，铝以i央状形式加入。(7) 合金终脱氧、脱硫关闭真空阀门，通入氩气保护，将冷冻的钢液送电360KW至化清，降功率至80KW加脱氧、脱硫剂，280KW搅拌一分钟，继续80KW保温，同时抽真空(真空度小于lPa) 10分钟，以去处多余的脱氧、脱硫剂(钢液表面氧化膜完全冲开，达到无膜状态)。此步骤中，脱氧剂为Ni-Ca中间合金Ni80wt%， Ca20wt%;或者，脱氧剂为Ni-Mg中间合金Ni 80wt%， Mg20wt%;脱硫剂为Ni-Ca中间合金Ni 80wt%，Ca20wt%。5(8)合金浇注停电降温，待钢液停止流动时送电360KW，调整温度浇注。本实施例熔炼的Incond690合金成分见下表表1真空感应熔炼Incond690合金成分(wt%)<table>table see original document page 6</column></row><table>可见，应用本专利技术熔炼的500公斤1-690合金锭型，氧、硫含量均小于10ppm，获得了高的纯净度。权利要求1、一种工业化生产Inconel690合金的超纯净熔炼方法，其特征在于，应用CaO耐火材料作为熔炼的坩埚材料，采用真空感应熔炼的方法，获得氧、硫含量均小于10ppm的超纯净Inconel690合金。2、 按照权利要求1所述的工业化生产Inconel690合金的超纯)fH培炼方法，其特征在于，真空感应熔炼包括装M^燃七期—精炼期—冷凝—脱氧、脱硫期~>浇注。3、 按照权利要求2所述的工业化生产Incond690合金的超纯净熔炼方法，其 特征在于，所述合金的精炼期禾,f丐质柑埚自身的优势，有效提高精炼，， 在1650。C 1730。C进行精炼，保温10-30分钟，使Inconel690合,过坩埚壁和 钢液表面脱氧、脱硫。4、 按照权利要求2所述的工业化生产Inconel690合金的超纯净熔炼方法，其 特征在于，所述合金的冷凝将lncond690合金降温至熔点，通过合金中氧、氮 溶解度随着MS降低而减小的原理，冷凝过程中实现脱氧、脱氮。5、 按照权利要求2所述的工业化生产Inconel690合金的超纯净熔炼方法，其 特征在于，所述合金的脱氧、脱硫期，通过加入强脱氧、脱硫剂，对合皿行终 脱氧脱硫，进一步斷氐合金中的氧、氮含量；其中，脱氧剂为Ni-Ca或Ni-Mg中 间合金，脱硫剂为Ni-Ca中间合金。全文摘要本专利技术属于真空感应熔炼
，涉及对工业化生产Inconel690合金熔炼工艺的改进，具体说是一种工业化生产Inconel690合金的超纯净熔炼工艺方法，应用高纯度(CaO＞98.5％)、热力学稳定性好的CaO耐火材料作为真空感应熔炼的坩埚材料；具体熔炼工艺为装料→熔化期→精炼期→冷凝→脱氧、脱硫期→浇注；在精炼期通过提高精炼温度，强化脱氧、硫的热力学和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业化生产Ｉｎｃｏｎｅｌ６９０合金的超纯净熔炼方法，其特征在于，应用ＣａＯ耐火材料作为熔炼的坩埚材料，采用真空感应熔炼的方法，获得氧、硫含量均小于１０ｐｐｍ的超纯净Ｉｎｃｏｎｅｌ６９０合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，刘奎，马颖澈，万柏方，张建国，张顺南，李依依，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]