减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺及确定方法技术

技术编号:41111745 阅读:23 留言:0更新日期:2024-04-25 14:03
本发明专利技术涉及真空自耗熔炼领域,提供了一种减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺及确定方法,所述确定方法包括:S1建立真空自耗熔炼的电磁场、流场及传热数学模型;S2确定电极与铸锭几何参数、电极材料性能参数、边界条件及熔炼参数;S3确定缩孔出现的判别规则;S4将几何参数、电极材料性能参数、边界条件及熔炼参数代入模型中,得到不同时刻铸锭的温度场及流场计算结果;S5对熔炼参数进行优化,得到减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺。本发明专利技术通过构建模型获得热封顶工艺设计方法,结合模型预测,适用于不同种类合金和锭型尺寸下的真空自耗熔炼热封顶工艺设计和缩孔预测,可以使得缩孔深度相对较小,减少切削量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空自耗熔炼领域,特别涉及一种减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺及确定方法


技术介绍

1、真空自耗熔炼是自耗电极底端金属通过电弧熔化成熔滴,滴到紫铜质水冷结晶器内并按顺序凝固成锭,是生产高温合金重要冶炼方式。真空自耗熔炼过程分为三个阶段:起弧阶段、稳定熔炼阶段和热封顶阶段,其中热封顶阶段通过逐渐降低电流来减少输入熔池热量,使得熔池缩小凝固。但是热封顶阶段熔炼结束后,铸锭头部表面冷却较快凝固,包住铸锭头部内部孤立的钢液,使得残余气体和夹杂没有办法排出,孤立液相凝固收缩形成宏观缩孔。缩孔不仅可能携带夹杂和废气影响铸锭的质量与完整性,还会影响后续的均匀化开坯过程。由于缩孔的存在,真空自耗铸锭的头部需要被切削掉,降低真空自耗熔炼的成材率,提高了生产成本。

2、为了减少缩孔深度,使得缩孔尽量靠近锭头,减少铸锭头部切削高度,实际生产中热封顶普遍采用“多级封顶,低电流保温”的工艺,即将电流逐级降低,减小热封顶阶段熔速来减小缩孔深度。但是这种热封顶工艺的具体实施方法往往依靠工厂生产经验,中国专利申请cn 109338119b公布了经验式的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤S1中,所述电磁场、流场及传热的数学模型通过软件MeltFlow-VAR建立。

3.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤S2中,所述几何参数包括电极质量m、电极半径d、电极高度h、结晶器半径D和铸锭高度H,H计算公式如下:ρ为合金的密度;

4.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤S3中,...

【技术特征摘要】

1.一种减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤s1中,所述电磁场、流场及传热的数学模型通过软件meltflow-var建立。

3.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤s2中,所述几何参数包括电极质量m、电极半径d、电极高度h、结晶器半径d和铸锭高度h,h计算公式如下:ρ为合金的密度;

4.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤s3中,所述判别规则为:如果在铸锭完全凝固前的设定时间内,铸锭头部表面已经凝固,且铸锭内部仍存在液相分数不为0的区域,则该部分区域将形成缩孔。

5.如权利要求4所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的热封顶工艺确定方法,其特征在于,步骤s3中,所述设定时间为4-10min。

6.如权利要求1所述的减少合金真空自耗熔炼缩孔深度的...

【专利技术属性】
技术研发人员:江河张亨年董建新
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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