一種鎳基合金鑄錠及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鎳基合金鑄錠的制備方法，將鎳基合金鋼水澆注于鑄模內(nèi)，采用電弧裝置加熱該鑄模內(nèi)的鋼水，加熱完畢后，冷卻得鑄錠；其中，電弧裝置中的一對(duì)電極為非自耗電極；非自耗電極位于鑄模的頂部；鑄模底板為一冷卻水箱。該方法能夠大大縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省輔助材料，節(jié)約大量能源。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了用該方法制備的鎳基合金鑄錠，其結(jié)晶狀態(tài)良好、合金純度高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及合金鑄錠領(lǐng)域，尤其涉及。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)鎳基合金鑄錠的方法有真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔和真空感應(yīng)熔煉加真空自耗。二者均需熔煉澆注成自耗電極經(jīng)表面處理和焊接后在冷態(tài)下進(jìn)行二次重熔，而二次重熔浪費(fèi)大量工時(shí)、消耗大量輔助材料和電能。前者在進(jìn)行二次重熔時(shí)受空氣污染使得合金純度大大降低，受渣料的影響導(dǎo)致合金鑄錠的化學(xué)成分不穩(wěn)定，受電極間界面影響導(dǎo)致鑄錠內(nèi)部組織不均勻。后者進(jìn)行二次重熔雖能保證合金鑄錠的成分均勻，但合金中夾雜物得不到充分排除，鑄錠結(jié)晶狀態(tài)差、表面組織缺陷深，鑄錠成材率低。如何能在節(jié)約能源、降低成本、縮短生產(chǎn)周期、簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程的條件下，生產(chǎn)出高 質(zhì)量鎳基合金鑄錠是冶金工程技術(shù)人員急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)需要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有鎳基合金制備鑄錠技術(shù)中二次重熔浪費(fèi)大量工時(shí)、消耗大量輔助材料和電能，合金鑄錠的化學(xué)成分不穩(wěn)定，內(nèi)部組織不均勻或者鑄錠結(jié)晶狀態(tài)差、表面組織缺陷深，鑄錠成材率低的缺陷，提供了一種結(jié)晶狀態(tài)良好、合金純度高的鎳基合金鑄錠及其制備方法，省略了二次重熔的步驟，能夠大大縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省輔助材料，節(jié)約大量能源。本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。本專利技術(shù)提供了一種鎳基合金鑄錠的制備方法，其包括下述步驟將鎳基合金鋼水澆注于鑄模內(nèi)，采用電弧裝置加熱該鑄模內(nèi)的鋼水，加熱完畢后，冷卻得鑄錠，即可；其中，所述的電弧裝置中的電極為一對(duì)非自耗電極；所述的非自耗電極位于該鑄模的頂部；所述的鑄模底板為一冷卻水箱。本專利技術(shù)中所述的鎳基合金為本領(lǐng)域中通常所指的鎳基合金，具體是指在合金的各組分中鎳含量最高的合金；較佳地，所述的鎳基合金是牌號(hào)為Inconel625、Inconel690,Inconel718、GH3030、GH3128、Inconel600、254SM0、Incoloy825 或 Hastelloy C276 的鎳基么么I=I -Wl O其中，所述的鎳基合金鋼水的澆注溫度為本領(lǐng)域的常規(guī)溫度；較佳地，所述的鎳基合金鋼水的澆注溫度為1500°C 1700°C。其中，所述的冷卻水箱中供有溫度為環(huán)境溫度的循環(huán)冷卻水。本專利技術(shù)中所述的環(huán)境溫度為本領(lǐng)域中常規(guī)的環(huán)境溫度范圍，一般為5 50°C。其中，所述的鑄模為本領(lǐng)域的常規(guī)鑄模；較佳地，所述的鑄模由耐熱溫度高于800 V的耐熱鋼制成；更佳地，所述的鑄模由牌號(hào)為00Cr25Ni20、2Cr23Ni 13、2Cr25Ni20、lCrl6Ni35、0Crl8Ni9和0Cr23Nil3中的任一種耐熱鋼制成。其中，所述的鑄模形狀可為本領(lǐng)域鑄模的各種常規(guī)形狀，根據(jù)需要可為圓柱體或長(zhǎng)方體。其中，所述的電弧裝置一般包括一個(gè)電流發(fā)生裝置和一對(duì)電極。較佳地，所述的非自耗電極位于所述鑄模的上表面，并且相對(duì)于該上表面的中心呈中心對(duì)稱。較佳地，所述的電弧裝置的加熱功率為150KW 500KW ;更佳地，所述的電弧裝置的加熱功率為150KW 300KW。較佳地，所述的電弧裝置的加熱時(shí)間為30 90分鐘。其中，所述的鑄模體積為本領(lǐng)域鑄模的常規(guī)體積；較佳地，所述的鑄模的體積為O.092立方米 O. 51立方米。 在本專利技術(shù)的一個(gè)較佳地實(shí)施方式中，所述的制備方法的具體操作步驟為將真空感應(yīng)爐內(nèi)精煉好的鎳基合金鋼水倒入于中間包內(nèi)，從所述的中間包底部水口將所述鎳基合金鋼水澆注于所述鑄模內(nèi)，采用所述電弧裝置加熱該鑄模內(nèi)的鋼水，加熱完畢后，冷卻得所述的鑄錠。較佳地，所述的中間包內(nèi)的溫度為1500°C 1700°C。 本專利技術(shù)還提供了一種由上述方法制得的鎳基合金鑄錠。其中，所述的鎳基合金鑄錠較佳地是牌號(hào)為Inconel625、Inconel690、Inconel718、GH3030、GH3128、Inconel600、254SM0、Incoloy825 或 Hastelloy C276 的鎳基合金鑄錠。本專利技術(shù)中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本專利技術(shù)各較佳實(shí)施例。本專利技術(shù)的原料和試劑皆市售可得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的積極進(jìn)步效果在于I)避免了二次重熔，大大縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省輔助材料，節(jié)約大量能源；2)避免了二次重熔時(shí)的合金受空氣污染以及合金元素的燒損，從而使合金純凈度和鑄淀成材率大幅提聞;3)利用非自耗電極兩端之間的電弧加熱鑄模內(nèi)的鋼水，同時(shí)利用鑄模底部的冷卻水箱實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水自下而上的定向凝固，使得鑄錠補(bǔ)縮充分，從而得到結(jié)晶狀態(tài)良好的鎳基合金鑄錠。附圖說明圖I為鎳基合金鑄錠的制備方法示意圖。圖2為實(shí)施例I 7所制備鎳基合金鑄錠表面的照片。圖3為傳統(tǒng)直接澆注的鑄錠端面的照片。圖4為真空自耗重熔鑄錠的表面的照片。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本專利技術(shù)，但并不因此將本專利技術(shù)限制在所述的實(shí)施例范圍之中。其中，各實(shí)施例中鎳基合金鑄錠的制備方法如圖I所示。下述實(shí)施例中，電弧裝置中的電流發(fā)生裝置是萊特電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為L(zhǎng)EC-30000A的大電流發(fā)生器。實(shí)施例I生產(chǎn)鎳基合金Inconel718鑄錠將I噸真空感應(yīng)爐I內(nèi)精煉好的Inconel718鋼水2倒入中間包3內(nèi)，其溫度控制在1580°C。接通鑄模底板循環(huán)冷卻水箱6，鋼水2由中間包3的底部水口向00Cr25Ni20制作成規(guī)格為Φ360*1600πιπι的鑄模5內(nèi)澆注，澆注完畢后開啟電弧裝置并將功率保持在300KW，通過鑄模頂部的非自耗電極4兩端之間的電弧加熱鑄模內(nèi)的鋼水2，鋼水2自下而上定向凝固形成鑄錠，并且使鑄錠補(bǔ)縮充分。電弧加熱時(shí)間為55分鐘。關(guān)閉電弧裝置，待鑄錠冷卻后脫模，制得無表面組織缺陷的鎳基合金Inconel718鑄錠，見圖I。實(shí)施例2生產(chǎn)GH3128鎳基合金鑄錠將I. 5噸真空感應(yīng)爐I內(nèi)精煉好的GH3128鋼水2倒入中間包3內(nèi)，控制溫度在1600°C。接通鑄模底板循環(huán)冷卻水箱6，鋼水2由中間包3的底部水口向用00Cr25Ni20制 作而成規(guī)格為Φ320*1300πιπι的鑄模5內(nèi)澆注，澆注完畢后開啟電弧裝置并將功率保持在200KW，通過鑄模頂部的非自耗電極4兩端之間的電弧加熱鑄模內(nèi)的鋼水2，鋼水2自下而上定向凝固形成鑄錠，并使鑄錠補(bǔ)縮充分。電弧加熱時(shí)間為40分鐘。關(guān)閉電弧裝置，待鑄錠冷卻后脫模，制得無表面組織缺陷的GH3128高溫合金鑄錠，同圖I。實(shí)施例3生產(chǎn)鎳基合金NC30Fe(Inconel690)鑄錠將I噸真空感應(yīng)爐I內(nèi)精煉好的NC30Fe (Inconel690)鋼水2倒入中間包3內(nèi)，其溫度控制在1700°C。接通鑄模底板的循環(huán)冷卻水箱6，鋼水2由中間包3的底部水口向用00Cr25Ni20制作而成規(guī)格為Φ 360*1600mm的鑄模5內(nèi)澆注，澆注完畢后開啟電弧裝置并將功率保持在280KW，通過鑄模頂部的非自耗電極4兩端之間的電弧加熱鑄模內(nèi)的鋼水，鋼水2自下而上定向凝固形成鑄錠，并使鑄錠補(bǔ)縮充分。電弧加熱時(shí)間為70分鐘。關(guān)閉電弧裝置，待鑄錠冷卻后脫模，制得無表面組織缺陷的鎳基合金NC30Fe(InCOnel690)鑄錠，同圖Io實(shí)施例4生產(chǎn)鎳基合金Inconel625鑄錠將I噸真空感應(yīng)爐I內(nèi)精煉好的Inconel625鋼水2倒入中間包3內(nèi)，其溫度控制在1600°C。接通鑄模底板循環(huán)冷卻水箱6，鋼水2由中間包3的底部水口向用00Cr25Ni20制作而成規(guī)格為Φ360*16本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎳基合金鑄錠的制備方法，其包括下述步驟：將鎳基合金鋼水澆注于鑄模內(nèi)，采用電弧裝置加熱該鑄模內(nèi)的鋼水，加熱完畢后，冷卻得鑄錠，即可；其中，所述的電弧裝置中的一對(duì)電極為非自耗電極；所述的非自耗電極位于該鑄模的頂部；所述的鑄模底板為一冷卻水箱。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉興良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海豐渠特種合金有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：