本发明专利技术的目的在于提供一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法，其特征在于，采用全部返回料进行K414合金的生产，对返回料表面进行特别的预处理，去除表面残留的所有杂物；之后对合金采用两次高温精炼处理，在精炼过程中采用低频搅拌，进一步去除材料中的低熔点杂质及氧化物。对浇注采用两级不同孔径的过滤网挡渣，进一步提高合金的纯净度。该方法充分利用返回料资源，采用100％返回料的利用方案，用真空感应熔炼方法进行返回料合金的生产，在保证合金质量的前提下，提高材料利用率，可有效降低生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造高温合金领域，特别提供一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法。
技术介绍
耐磨铸造高温合金为燃汽轮机结构件用高温合金，该合金具有较好的高温性能，突出特点为具有较好的耐磨性。目前生产用耐磨铸造高温合金全部为采用纯元素生产（即采用多种纯元素进行高温合金的熔炼）的新料合金，生产成本较高，并且在铸件的生产中，有效利用率为30％左右，约70％的材料将作为浇注系统不能使用，因此在批量生产中产生大量的返回料，如不加以利用，将造成材料的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法，用于制造使用温度在400℃以下，受力较大，对耐磨性及高温持久强度要求较高的高温合金结构件。该方法充分利用返回料资源，采用100％返回料的利用方案，用真空感应熔炼方法进行返回料合金的生产，在保证合金质量的前提下，提高材料利用率，可有效降低生产成本。本专利技术具体提供了一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法，其特征在于，制备工艺如下：（1）、原材料的预处理：首先对K414合金铸件生产过程中产生的返回料即冒口、浇道及废铸件进行滚磨处理，去除材料表面的富氮层，然后对材料进行吹砂处理；之后对材料进行酸洗、水洗，最后用压缩空气去除材料表面的残留水分；（2）、合金一次熔炼：合金的熔炼：将预处理完毕的K414返回料放入熔炼坩锅中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于6Pa时，分段送电熔化，控制升温速率为10～15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为15～20℃/min，当坩埚内返回料全熔后，在真空下加入剩余未装入坩埚的返回料，返回料的加入过程可以分多次进行；当全部返回料加入完毕后，以10～15℃/min的升温速率将钢水升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1550～1600℃，保持熔炼室真空度在1Pa以内，精炼时间20～50min；搅拌处理：精炼后停止加热，对合金进行低频搅拌处理，所述低频为200~500Hz，处理时间为10~20min；然后将钢水降温到1400～1500℃时进行浇注，浇注过程采用两级过滤网过滤；（3）、化学成分调整：分析返回料一次熔炼后料锭的化学成分，如其化学成分在成分限以内，直接进行合金的二次熔炼；当其化学成分在成分限以外时，对元素按成分限的中间值进行配料；其中，所述成分限为重量百分比：C 0.05-0.08、Cr18-20、Mo 4.5-5.5、Al 1.2-1.5、Ti 2.5-3.1、Fe 8-10、Ni余量；（4）、合金二次熔炼：合金的熔炼：将补加的原材料与一次熔炼后的料锭一同放到熔炼坩锅中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于1Pa时，分段送电熔化，控制升温速率为10～15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为15～20℃/min，升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1550～1600℃，保持熔炼室真空度在0.5Pa以内，精炼时间20～50min；搅拌处理：精炼后停止加热，采用低频进行合金的搅拌处理，所述低频为200~500Hz，处理时间为10~20min；然后将钢水降温到1400～1500℃时进行浇注，浇注过程采用两级过滤网过滤。本专利技术充分利用了K414合金的返回料，提高了材料的利用率，从而有效地降低生产成本。且采用该方法熔炼的合金经过多次返回重新利用，其力学性能仍能满足技术条件要求，合金气体含量没有出现明显增加。目前已经采用返回料合金进行了高温合金结构件的生产，产品合格率与新料合金生产铸件的合格率水平相当。对一个铸造厂按年产耐磨返回料高温合金10吨进行计算，每吨合金节省费用12万元，年创造效益可达120万元。附图说明图1为返回料合金室温瞬时力学性能；图2为合金的冲击性能；图3为合金中温力学性能；图4为返回料合金磨损失重与时间的关系。具体实施方式实施例1采用100％返回料的利用方案，制备K414合金的工艺如下：（1）、原材料的预处理：首先对K414合金铸件生产过程中产生的返回料即冒口、浇道及废铸件进行滚磨处理，去除材料表面的富氮层，然后对材料进行吹砂处理，去除材料尖角内的黑色粉尘及表面残余的型壳等，达到表面光洁，之后对材料进行酸洗、水洗，最后用压缩空气去除材料表面的残留水分。材料经过分拣后，用于返回料合金熔炼用原材料；（2）、合金一次熔炼：合金的熔炼：将预处理完毕的K414返回料放入熔炼坩锅中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于6Pa时，分段送电熔化，控制升温速率为10℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为16℃/min直到合金全熔，之后分批在真空下加入剩余的返回料，当合金全熔后控制升温速率为15℃/min升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1550℃，保持熔炼室真空度在1Pa以内，精炼时间50min，利用高温及高真空条件，进行合金的精炼处理；搅拌处理：精炼后停止加热，采用低频进行合金的搅拌处理，所述低频为500Hz，处理时间为10min，使返回料合金中低熔点的杂质元素及低密度的夹杂物能够充分上浮，利用电磁搅拌及坩埚的翻转使夹杂物粘到坩埚壁，使钢水得到净化；然后将钢水降温到1500℃时进行浇注，得到返回料合金锭，浇注过程采用两级过滤网过滤，第一级过滤网孔径为6mm，第二级过滤网孔径为4mm；（3）、化学成分调整：分析返回料一次熔炼后料锭的化学成分，所得化学成分为重量百分比：C 0.06、Cr 20、Mo 4.5、Al 1.3、Ti 3.0、Fe 9、Ni余量；其成分配比在成分限之内，直接进行合金的二次熔炼；（4）、合金二次熔炼：合金的熔炼：将返回料一次合料锭装入熔炼坩埚中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于1Pa时，分段送电熔炼合金，控制升温速率为15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为20℃/min直到合金全熔，升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1600℃，保持熔炼室真空度在0.5Pa以内，精炼时间25min；搅拌处理：精炼后停止加热，采用低频进行合金的搅拌处理，所述低频为300Hz，处理时间为18min，使返回料合金中低熔点的杂质元素及低密度的夹杂物能够充分上浮，利用电磁搅拌及坩埚的翻转使夹杂物粘到坩埚壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法，其特征在于，制备工艺如下：（1）、原材料的预处理：首先对K414合金铸件生产过程中产生的返回料即冒口、浇道及废铸件进行滚磨处理，去除材料表面的富氮层，然后对材料进行吹砂处理；之后对材料进行酸洗、水洗，最后用压缩空气去除材料表面的残留水分；（2）、合金一次熔炼：合金的熔炼：将预处理完毕的K414返回料放入熔炼坩锅中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于6Pa时，分段送电熔化，控制升温速率为10～15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为15～20℃/min，当坩埚内返回料全熔后，在真空下加入剩余未装入坩埚的返回料，返回料的加入过程可以分多次进行；当全部返回料加入完毕后，以10～15℃/min的升温速率将钢水升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1550～1600℃，保持熔炼室真空度在1Pa以内，精炼时间20～50min；搅拌处理：精炼后停止加热，对合金进行低频搅拌处理，所述低频为200~500Hz，处理时间为10~20min；然后将钢水降温到1400～1500℃时进行浇注，浇注过程采用两级过滤网过滤；（3）、化学成分调整：分析返回料一次熔炼后料锭的化学成分，如其化学成分在成分限以内，直接进行合金的二次熔炼；当其化学成分在成分限以外时，对元素按成分 限的中间值进行配料；其中，所述成分限为重量百分比：C？0.05？0.08、Cr18？20、Mo？4.5？5.5、Al？1.2？1.5、Ti？2.5？3.1、Fe？8？10、Ni余量；（4）、合金二次熔炼：合金的熔炼：将补加的原材料与一次熔炼后的料锭一同放到熔炼坩锅中，采用真空感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于1Pa时，分段送电熔化，控制升温速率为10～15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为15～20℃/min，升温至精炼温度；合金的精炼处理：精炼温度为1550～1600℃，保持熔炼室真空度在0.5Pa以内，精炼时间20～50min；搅拌处理：精炼后停止加热，采用低频进行合金的搅拌处理，所述低频为200~500Hz，处理时间为10~20min；然后将钢水降温到1400～1500℃时进行浇注，浇注过程采用两级过滤网过滤。...
【技术特征摘要】
1.一种利用铸造高温合金K414返回料制备K414合金的方法，其特
征在于，制备工艺如下：
（1）、原材料的预处理：
首先对K414合金铸件生产过程中产生的返回料即冒口、浇道及废铸件
进行滚磨处理，去除材料表面的富氮层，然后对材料进行吹砂处理；之后
对材料进行酸洗、水洗，最后用压缩空气去除材料表面的残留水分；
（2）、合金一次熔炼：
合金的熔炼：将预处理完毕的K414返回料放入熔炼坩锅中，采用真空
感应熔炼炉进行合金的熔炼，当真空度小于6Pa时，分段送电熔化，控制
升温速率为10～15℃/min，待温度达到700℃时，控制升温速率为15～
20℃/min，当坩埚内返回料全熔后，在真空下加入剩余未装入坩埚的返回料，
返回料的加入过程可以分多次进行；当全部返回料加入完毕后，以10～
15℃/min的升温速率将钢水升温至精炼温度；
合金的精炼处理：精炼温度为1550～1600℃，保持熔炼室真空度在1Pa
以内，精炼时间20～50min；
搅拌处理：精炼后停止加热，对合金进行低频搅拌处理，所述低频为
200~500Hz，处理时间为10~20min；然后将钢水降温到1400～150...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇飞，满延林，杨刚，王永明，石玉娥，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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