一種防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，在噴射成形設備中設置加熱體及耐熱坩堝材料，加熱體位置高于沉積器；耐熱坩堝材料位于加熱體上部，其上面加入碳性材料顆粒；在熔煉過程及噴射過程中始終對碳性材料顆粒透燒，碳性材料顆粒在高溫下氧化，消耗氧氣的同時生成保護性氣體，防止高溫合金在噴射過程中受到氧化；同時碳性材料顆粒還能吸附設備內(nèi)部的水蒸汽。本發(fā)明專利技術具有成本低廉，操作簡單等特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于噴射成形工藝領域，特別涉及一種在噴射成形制備高溫合 金的過程中防止高溫合金被氧化的方法。
技術介紹
噴射成形概念和原理最早由英國Swansea大學的A.Singer教授于1968 年首先提出的，它是一種快速凝結技術，霧化后的顆粒細小從而使獲得的 金屬組織細小均勻，它既克服了傳統(tǒng)鑄造坯件晶粒粗大、偏析嚴重的缺點， 又擯棄了粉末冶金工藝的工序繁多、能耗較高等不足，同時又兼有粉末冶 金技術的優(yōu)點，從而大大地提高了金屬材料的各種性能。在傳統(tǒng)的噴射成形工藝中，霧化過程在一個密閉的霧化倉中進行的， 對于普通的不易氧化的鋼鐵材料，在霧化倉中通過充入氮氣的方法進行保 護，利用氮氣作為載氣進行霧化；但是對于高溫合金材料，由于本身非常 容易氧化，而且對于氮的控制也很嚴格，所以要通過充入氬氣的方法進行 保護，同時利用氬氣作為載氣進行霧化。但是長時間的熔煉過程中，盡管 容器密閉，還是有相當?shù)难鯕夂退羝ㄟ^縫隙及耐火材料帶入，這樣對 于氧化性極強的高溫合金等材料，在噴射的過程中氧化非常嚴重，大大的 降低了材料的性能。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種在噴射成形制備高溫合金材料時防止被氧 化的方法，在噴射成形過程中吸附設備內(nèi)部水蒸汽，其次可以消耗氣氛中 的02，生成了CO和C02氣體，這些氣體和氬氣也同時成為高溫合金的保護氣體，從而有效的防止高溫合金的氧化。 為達到上述目的，本專利技術的技術解決方案是， 一種防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，在噴射成形設備中設置加熱體及耐熱坩堝材料，加熱體位置高于沉積器；耐熱坩堝材料位于加熱體上部，其上面加入碳性材料顆粒；在熔煉過程及噴射過程中始終對 碳性材料顆粒透燒，碳性材料顆粒在高溫下氧化，消耗氧氣的同時生成保 護性氣體，防止高溫合金在噴射過程中受到氧化；同時碳性材料顆粒還能 吸附設備內(nèi)部的水蒸汽。又，所述的碳性材料顆粒在大于等于85(TC以上透燒20 50分鐘，使 得碳性材料與空氣中的氧長時間的充分接觸，達到去除氧氣的作用。再，噴射成形過程結束后，對碳性材料顆粒繼續(xù)加熱10 20分鐘，直至噴射成形的沉積坯冷卻。噴射成形過程結束后，由于沉積坯的溫度仍然非常高，表面也極易發(fā)生氧化形成氧化層，此時對碳性材料顆粒繼續(xù)加熱，可以防止氧化層形成，直至沉積坯冷卻。所述的環(huán)形加熱體上部加蓋5mm 12mm厚的耐熱坩堝材料，保證導 熱效果。所述的加熱體在噴射成形設備中高度方向高于沉積器，同時，水平方 向距離沉積器一定距離。優(yōu)選地，所述的加熱體在噴射成形設備中高度方向高于沉積器的距離 H大于20cm，同時，水平方向距離沉積器的距離L為0.1 0.5m。由f噴射過程中垂直氣流沖擊強烈，加熱體水平方向上離沉積器一段 距離，可以確保碳性材料顆粒不被氣流吹走；優(yōu)選地，也不能太遠，太遠 時，則由于加熱體位于氣流循環(huán)死區(qū)，對于氧氣的去除效率可能會非常低； 同理，在高度方向上，加熱體需高于沉積盤，太低時，碳性材料顆粒會被 水平氣流沖擊。所述的碳性材料顆粒加入量〉2kg/30kw。所述的碳性材料顆粒粒度為20 40mm。本專利技術噴射成形設備中設置加熱體，上部加入碳性材料顆粒，在噴射 開始之前及噴射終了的過程中始終加熱碳性材料顆粒，碳性材料顆粒首先 具有吸附設備內(nèi)部水蒸汽的作用，其次由于碳性材料顆粒的氧化，從而消 耗了氣氛中的O生成了C0和C02氣體，這些氣體和氬氣也同時成為高 溫合金的保護氣體，從而有效的防止高溫合金的氧化。本專利技術的優(yōu)點是1、 本專利技術用于噴射成形制備易于氧化的高溫合金材料，效果明顯。2、 本專利技術在噴射成形設備中加入碳性材料顆粒后，能夠吸附設備中殘留的水蒸汽。3、 本專利技術在噴射成形的整個過程中始終加熱碳性材料顆粒去除氧氣， 所以使得沉積坯表面氧化減少。4、 本專利技術操作安全、簡單，成本低。附圖說明圖1為本專利技術第一實施例的示意圖。具體實施方式參見圖1，本專利技術的第一實施例，密閉的噴射成形設備罩體1內(nèi)由隔板分割形成的工作倉101、霧化倉102;在工作倉101內(nèi)熔融鋼液4在坩 堝2中，坩堝2由感應線圈3感應加熱，在霧化倉13中設置固定于支撐 板10的環(huán)形加熱體9，加熱體9上部添加一層lcm厚的耐火坩堝材料8; 在耐火坩堝材料8上平鋪一層粒度為20mm 40mm厚的碳性材料顆粒7， 加熱體9位置高于沉積器12;熔融鋼液2通過固定于工作倉101爐壁的導液管5中流入至霧化噴嘴 6噴出，加熱體9發(fā)熱，熔融鋼液2經(jīng)過霧化噴嘴6噴出，成形于沉積器 12上形成沉積坯11。碳性材料顆粒7加入量為2kg/30kw;將需要噴射的材料(制備材料為 GH4169)加入坩堝2進行融化，將加熱體9升溫至850度以上，對碳性 材料顆粒7進行透燒，在霧化倉102及霧化噴嘴6中充入高壓氬氣進行噴 射制備錠坯。實施例2噴射成形設備中設置環(huán)形加熱體，上部添加一層5mm厚的耐火坩堝 材料。在耐火坩堝上平鋪一層粒度為20mm 40mm厚的碳性材料顆粒，加 入量為2.2kg/30kw。將需要噴射的材料(制備材料為GH2132)加入柑堝進行融化，將 噴射成形設備中的加熱體升溫至890度，對碳性材料顆粒進行透燒，在霧化倉及霧化噴嘴中充入高壓氬氣進行噴射制備錠坯。實施例3噴射成形設備中設置環(huán)形加熱體，上部添加一層9mm厚的耐火坩堝 材料。在耐火坩堝上平鋪一層粒度為20mm 40mm厚的碳性材料顆粒，加 入量為2.1kg/30kw。將需要噴射的材料(制備材料為GH3302)加入柑堝進行融化，將 噴射成形設備中的加熱體升溫至850度以上，對碳性材料顆粒進行透燒， 在霧化倉及霧化噴嘴中充入高壓氬氣進行噴射制備錠坯。實施例4噴射成形設備中設置環(huán)形加熱體，上部添加一層12mm厚的耐火鉗堝 材料。在耐火坩堝上平鋪一層粒度為20mm 40mm厚的碳性材料顆粒顆粒， 加入量為2.5kg/30kw。將需要噴射的材料(制備材料為GH3044)加入坩堝進行融化，將 噴射成形設備中的加熱體升溫至900度，對碳性材料顆粒進行透燒，在霧 化倉及霧化噴嘴中充入高壓氬氣進行噴射制備錠坯。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，在噴射成形設備中設置加熱體及耐熱坩堝材料，加熱體位置高于沉積器；耐熱坩堝材料位于加熱體上部，其上面加入碳性材料顆粒；在熔煉過程及噴射過程中始終對碳性材料顆粒透燒，碳性材料顆粒在高溫下氧化，消耗氧氣的同時生成保護性氣體，防止高溫合金在噴射過程中受到氧化；同時碳性材料顆粒還能吸附設備內(nèi)部的水蒸汽。

【技術特征摘要】
1. 一種防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，在噴射成形設備中 設置加熱體及耐熱坩堝材料，加熱體位置高于沉積器；耐熱坩堝材料 位于加熱體上部，其上面加入碳性材料顆粒；在熔煉過程及噴射過程 中始終對碳性材料顆粒透燒，碳性材料顆粒在高溫下氧化，消耗氧氣 的同時生成保護性氣體，防止高溫合金在噴射過程中受到氧化；同時 碳性材料顆粒還能吸附設備內(nèi)部的水蒸汽。2. 如權利要求1所述的防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，其 特征在于，所述的碳性材料顆粒在大于等于85(TC以上透燒20 50分 鐘。3. 如權利要求1所述的防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，其 特征在于，噴射成形過程結束后，對碳性材料顆粒繼續(xù)加熱10 20 分鐘，直至噴射成形的沉積坯冷卻。4. 如權利要求1所述的防止噴射成形制備高溫合金時被氧化的方法，其 特征在于，所述的加...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：任三兵，樂海榮，樊俊飛，周燦棟，趙順利，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]