CN103993185A - 一种哈c-276合金冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征包括以下步骤：（1）将原料放置于电炉烘干机中除水份，所述的原料由C、Mn、V、Cr、Mo、Fe、Co、W、MgNi、Ce、Al、Ni组成；（2）将除水份后的原料装入真空中频感应熔炼炉内；（3）原料在真空中频感应熔炼炉内熔化得到钢水；（4）将熔化后的钢水在真空中频感应熔炼炉内精炼以实现合金化；（5）将步骤（4）脱氧后的钢水浇注成型得到合金棒；（6）将步骤（5）得到的合金棒在重熔电渣炉进行重熔，得到哈C-276合金产品钢锭。通过本发明提供一种哈C-276合金冶炼工艺，该哈C-276合金耐高温、耐腐蚀、抗拉伸、持久力强且锻制成品率能够达到96%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种哈C-276合金的冶炼工艺，属于合金材料制作设计技术领域。
背景技术
合金，是一种具有金属特性的物质，由两种或两种以上化学物质（至少有一组分为金属）混合而成的，各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而得。在现代社会，合金被广泛使用，广泛用于耐高温、耐腐蚀的机械配件产品，如：航天航天、建筑、化工、容器包装、核电、机械制造和石油化工等各部门。
哈C-276合金是一种重要的合金，是哈氏合金的一个型号，属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金，哈C-276合金的硅碳含量极低，具有很强的抗腐蚀性，对于氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐以及在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能，在管件、弹簧的制造应用上具有突出的效果。在实际运用中，现有的哈C-276合金锻制成品率较低，不能符合高效锻制的社会需求，且会导致大量哈C-276合金资源的浪费。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有的不足，提供一种耐高温、耐腐蚀、锻造成品率高的哈C-276合金冶炼工艺。
本发明的目的是这样实现的，一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征包括以下操作步骤：
（1）将原料放置于电炉烘干机中去除水份，所述的原料由碳（C）、锰（Mn）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）、钴（Co）、钨（W）、脱氧剂MgNi、铈（Ce）、铝（Al）、镍（Ni）组成，各组分百分比为，碳（C）0.075%、锰（Mn）0.7%、钒（V）0.2%、铬（Cr）16%、钼（Mo）15.8%、铁（Fe）6%、钴（Co）0.4%、钨（W）3.4%、MgNi 0.5%、铈0.06%、铝（Al）0.18%，其余为镍（Ni）；
（2）将去除水份后的原料装入真空中频感应熔炼炉内；其中，碳（C）、钴（Co）、铁（Fe）、镍（Ni）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）放置于真空中频感应熔炼炉的坩埚内；锰（Mn）放置于真空中频感应熔炼炉的小料斗内；铝（Al）放置于坩埚和小料斗内；脱氧剂MgNi、金属铈（Ce）放置在小料仓内；
具体为，用于脱氧的铝（Al）分三次装入真空中频感应熔炼炉内，分别放置于坩埚的底部和中部以及小料斗内，即坩埚的底部和中部以及小料斗内各放置1/3的铝（Al）；在小料斗内，铝（Al）、锰（Mn）依次装入；镍（Ni）分别放置在坩埚的底部、中部、上部；钴（Co）、铁（Fe）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）放置在坩埚中部，且钼（Mo）、钨（W）远离坩埚壁；
（3）原料在真空中频感应熔炼炉内熔化得到钢水；具体为，将真空中频感应熔炼炉合炉；启动机械泵、罗茨真空泵、油增压泵，使真空中频感应熔炼炉抽真空；对真空中频感应熔炼炉送电，使原料在真空中频感应熔炼炉内熔化，钼（Mo）、钨（W）与其它原料的组分慢慢的溶解，溶清末，钢水温度达到1620℃；
（4）将熔化后的钢水在真空中频感应熔炼炉内精炼以实现合金化；具体为，精炼 28分钟，精炼温度保持在1580℃-1600℃，精练结束后，缓慢将小料斗内的铝（Al）、锰（Mn）加入坩埚内，坩埚反复倾动，从而进一步使钢水成份均匀，再缓慢将小料仓内的MgNi、金属铈（Ce）加入坩埚内进行脱氧，从而进一步去除气体，夹杂物，使钢水达到纯净。
（5）将步骤（4）脱氧后的钢水浇注成型得到合金棒；
（6）将步骤（5）得到的合金棒在重熔电渣炉进行重熔，得到哈C-276合金产品钢锭，组织结构紧密。
所述的铬（Cr）为底硅（Si）的，控制Si的含量。
所述的MgNi中Mg含量占20%。
所述步骤（3）中，熔炼时，钼（Mo）、钨（W）慢慢地溶解到钢液中。
所述真空中频感应熔炼炉的坩埚内装料时，原料自底而上由紧密渐松，防止熔化时产生架桥现象。
用三种脱氧剂进行脱氧，Al、MgNi、Ce最终达到钢水纯净。
通过本发明，提供了一种哈C-276合金冶炼工艺，哈C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金，镍（Ni）与碳（C）、锰（Mn）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）、钴（Co）、钨（W）溶解与合金化，有效保持较好的稳定性，具有更高的耐高温性能、耐拉伸性；由于哈C-276合金中含有铬（Cr），铬（Cr）采用的是底硅（Si），铬（Cr）主要起抗氧化和抗腐蚀作用，这样的哈C-276合金具更好的抗氧化和抗腐蚀能力。因此，通过本发明哈C-276合金冶炼工艺制作出来的哈C-276合金的耐高温性能、耐拉伸性、抗氧化、抗腐蚀较强，在实际使用中，有效提高了锻制成品率。使用本发明方案提供的哈C-276合金，用Al、MgNi、Ce三种脱氧剂进行脱氧，钢水纯净、杂质少、H、O、N气体含量很低，结构紧密，锻制成品率能够达到96%以上。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
一种母合金冶炼工艺，包括以下操作步骤：
步骤1、准备原料，并根据要求配好原料各个元素所需要的量，这些原料包括碳（C）0.075%、锰（Mn）0.7%、钒（V）0.2%、铬（Cr）16%、钼（Mo）15.8%、铁（Fe）6%、钴（Co）0.4%、钨（W）3.4%、MgNi 0.5%、铈0.06%、铝（Al）0.18%，其余为镍（Ni）；其中铬（Cr）为底硅（Si）的；MgNi中Mg含量占20%；将原料放置于电炉烘干机中去除水份；
步骤2、将去除水份后的原料装入真空中频感应熔炼炉内；其中，碳（C）、钴（Co）、铁（Fe）、镍（Ni）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）放置于真空中频感应熔炼炉的坩埚内；锰（Mn）装置于真空中频感应熔炼炉的小料斗内；铝（Al）装置于坩埚和小料斗内；脱氧剂MgNi、金属铈（Ce）放置在小料仓内；
具体为，用于脱氧的铝（Al）分三次装入真空中频感应熔炼炉内，分别放置于坩埚的底部和中部以及小料斗内，即坩埚的底部和中部以及小料斗内各放置1/3的铝（Al）；在小料斗内，铝（Al）、锰（Mn）依次装入；脱氧剂MgNi、金属铈（Ce）放置在小料仓内；镍（Ni）分别装置在坩埚的底部、中部、上部；钴（Co）、铁（Fe）、钒（V）、铬（Cr）、钼（Mo）、钨（W）装置在坩埚中部，且钼（Mo）、钨（W）远离坩埚壁；
进一步的，在真空中频感应熔炼炉的坩埚内装料时，原料自底而上由紧密渐松，防止熔化时产生架桥现象。
进一步的，将原料装入之前对真空中频感应熔炼炉进行检查，（1）检查坩埚及炉嘴侵蚀情况，认为可以继续进行安全冶炼方能将原料装入真空中频感应熔炼炉；（2）检查真空中频感应熔炼炉机构运转灵活性，同时确保真空中频感应熔炼炉内无其它杂物；（3）检查坩埚上下料的簸箕是否好用。
在原料装入真空中频感应熔炼炉内时，原料自底而上由紧密渐松，防止熔化时产生架桥现象。
步骤3、将原料在真空中频感应熔炼炉内熔化得到钢水；具体为，将真空中频感应熔炼炉合炉；启动机械泵、罗茨真空泵、油增压泵，使真空中频感应熔炼炉抽真空；对真空中频感应熔炼炉送电，使原料在真空中频感应熔炼炉内熔化，钼（Mo）、钨（W）与其它原料的组分慢慢的溶解，功率不能太大，溶清末，钢水温度达到1620℃；
进一步的，在合炉前：（1）检查所有原料是否已经全部装入真空中频感应熔炼炉，不得有遗漏；（2）检查真空中频感应熔炼炉测温装置；（3）搽净窥视孔玻璃；（4）搽扫净固定炉壳密封胶皮圈；（5）检查锭模、保温帽、漏斗是否摆好。一切检查完毕，方可合炉，同时合炉动作要轻，防止猛力撞击，在合炉后压紧炉壳两边螺旋，待对真空中频感应熔炼炉抽真空后送掉螺栓；在合炉后，检查冷却水、真空泵组，一切正常后进行抽真空。
进一步的，送电熔化时，各仪表指示值为以下额定范围：
| 工作电压 | ≤375V |
| 工作电流 | ≤540A |
| 功率 | ≤200KW |
| 激磁电流 | ≤7A |
步骤4、将熔化后的钢水在真空中频感应熔炼炉内精炼以实现合金化；进入精炼的条件为（1）原料全部溶清；（2）坩埚（熔池）平静、沸腾停止、液面停止冒泡；（3）真空中频感应熔炼炉内真空度≤0.67Pa；（4）达到精炼温度的要求，一般为1580℃-1600℃。
精炼时，精炼 28分钟，精炼温度保持在1580℃-1600℃，精练结束后，缓慢将小料斗内的铝（Al）、锰（Mn）加入坩埚内，坩埚反复倾动，避免喷溅，做到随加入随熔化，加完后进行搅拌，坩埚反复倾动，从而进一步使钢水成份均匀，再缓慢将小料仓内的MgNi、金属铈（Ce）加入坩埚内进行脱氧，从而进一步去除气体，夹杂物，使钢水达到纯净；
步骤5、将步骤（4）脱氧后的钢水浇注成型得到合金棒。在浇注前测定温度，浇注的温度比母合金的熔点要高60℃-80℃，具体操作中根据液体流动性判断出当前合金化后的原料温度；并在浇注前1分钟进行排渣，将氧化膜推向坩埚壁。
浇注时，坩埚倾斜，将坩埚上的炉嘴对准锭模，同时，锭模上方设置一个耐高温过滤网，以便过滤杂质。在浇注时的电容固定，浇注功率为120KW，浇注时控制浇注的速度，先小流，待锭模内有液体后再打流浇注，然后浇到小流帽时进行填充，减少缩孔。在浇注完毕后，立即回转坩埚。浇注是在非高真空条件下浇注。
最后将浇注成型得到的合金棒表面进行抛光，将合金棒表面氧化层去除。
步骤6、将步骤5得到的合金在重熔电渣炉进行重熔，得到哈C-276合金产品的钢锭。
Claims (4)
1.一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征包括以下操作步骤：
（1）将原料放置于电炉烘干机中去除水份，所述的原料由C、Mn、V、Cr、Mo、Fe、Co、W、MgNi、Ce、Al、Ni组成，各组分百分比为， C0.075%、Mn0.7%、V0.2%、Cr16%、Mo15.8%、Fe6%、Co0.4%、W3.4%、MgNi 0.5%、Ce0.06%、Al0.18%，其余为Ni；
（2）将去除水份后的原料装入真空中频感应熔炼炉内；其中，C、Co、Fe、Ni、V、Cr、Mo、W放置于真空中频感应熔炼炉的坩埚内；Mn放置于真空中频感应熔炼炉的小料斗内；Al放置于坩埚和小料斗内；MgNi、Ce放置在小料仓内；
具体为，用于脱氧的Al分三次装入真空中频感应熔炼炉内，分别放置于坩埚的底部和中部以及小料斗内，即坩埚的底部和中部以及小料斗内各放置1/3的Al；在小料斗内，Al、Mn依次装入； Ni分别放置在坩埚的底部、中部、上部； Co、Fe、V、Cr、Mo、W放置在坩埚中部，且Mo、W远离坩埚壁；
（3）原料在真空中频感应熔炼炉内熔化得到钢水；具体为，将真空中频感应熔炼炉合炉；启动机械泵、罗茨真空泵、油增压泵，使真空中频感应熔炼炉抽真空；对真空中频感应熔炼炉送电，使原料在真空中频感应熔炼炉内熔化， Mo、W与其它原料的组分慢慢的溶解，溶清末，钢水温度达到1620℃；
（4）将熔化后的钢水在真空中频感应熔炼炉内精炼以实现合金化；具体为，精炼 28分钟，精炼温度保持在1580℃-1600℃，精练结束后，缓慢将小料斗内的Al、Mn加入坩埚内，坩埚反复倾动，从而进一步使钢水成份均匀，再缓慢将小料仓内的MgNi、Ce加入坩埚内进行脱氧，从而进一步去除气体，夹杂物，使钢水达到纯净；
（5）将步骤（4）脱氧后的钢水浇注成型得到合金棒；
（6）将步骤（5）得到的合金棒在重熔电渣炉进行重熔，得到哈C-276合金产品钢锭。
2.根据权利要求1所述的一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征是，所述的Cr为低硅的。
3.根据权利要求1所述的一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征是，所述的MgNi中Mg含量占20%。
4.根据权利要求1所述的一种哈C-276合金冶炼工艺，其特征是，所述步骤（3）中，熔化时，Mo、W慢慢地溶解到钢水中。
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Denomination of invention: A smelting process for Ha C-276 alloy Granted publication date: 20160120 Pledgee: Baoying Branch of Bank of China Ltd. Pledgor: JIANGSU XINGDA HIGH TEMPERATURE ALLOY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980005339 |
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