CN111455199A - 一种高温合金真空感应炉冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，所述冶炼工艺包括步骤S1：GH6783合金的化学成分按重量百分比计；S2：将各个原料分别进行称重放置；S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；S4：添加中间材料；S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；S9：气体分析；S10：真空浇注，能够较好的保证原料加入的及时性和准确性，能够避免工作人员直接与原料进行接触，减少因为工作人员的操作导致原料的不够洁净的问题，能够使冶炼工艺的结果更加的稳定可控，能够更好的保证冶炼过程中的稳定性，能够使成分的作用得到很好的发挥。
Description
技术领域
本发明涉及真空感应炉冶炼领域，具体为一种高温合金真空感应炉冶炼工艺。
背景技术
GH6783合金是以铌、铝、钛为主要强化元素的铁钴镍基抗氧化型低膨胀合金，是应用最广泛的铁磁性材料，该合金的最典型特征是铝含量高，为5.0％～6.0％,由于铝元素活泼性高，冶炼生产过程中元素收得率和夹杂物的控制难度很大，国外对GH6783合金的生产工艺严密封锁，查不到相关资料，只有一些关于材料组织和性能的研究。
对比中国专利CN201810316210.X一种高铝型高温合金GH6783的真空感应炉冶炼工艺，其内部记载有：所述冶炼工艺的具体工艺措施：
①GH6783合金的化学成分按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.03％，硅不大于0.50％，锰不大于0.50％，磷不大于0.015％，硫不大于0.005％，铝：5.00％～6.00％，硼：0.003％～0.012％，铬：2.50％～3.50％，镍：26.0％～30.0％，铜不大于0.50％，钛：0.10％～0.40％，铁：24.0％～27.0％，铌：2.50％～3.50％，钴余量；
②根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
③选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
④加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
⑤熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
⑥精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1500℃～1550℃之间；
⑦在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料；
⑧加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6，加铝前炉中温度降低到1480℃～1500℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌5min～10min，铝的配入量控制在5.7％～5.9％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物；
⑨电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
但在高温合金真空感应炉冶炼工艺中，工作人员需要接触原料进行分配，过程中无法避免部分因为工作人员的操作导致原料不够清洁，从而会影响整个冶炼的过程，致使冶炼工艺的结果稳定可控性无法准确掌握，以及在加入部分原料后，其炉内气体状况无法满足指标，和原料的充分利用上存在一定的缺陷。
为此，提出一种相互匹配的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，通过对一种高温合金真空感应炉冶炼工艺的同时改进，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，所述冶炼工艺：铝配料→备料→称取加料→抽空→装料→给电→装料→全熔→搅拌→静置→调成分→浇注；
所述冶炼工艺的具体工艺措施：
S1：选取铝配料，根据铝的用量和GH6783合金的化学成分,元素及其含量按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.02％，硅不大于0.40％，锰不大于0.40％，磷不大于0.010％，硫不大于0.004％，铝：4.00％～5.00％，硼：0.002％～0.010％，铬：2.40％～3.40％，镍：24.0％～29.0％，铜不大于0.40％，钛：0.08％～0.30％，铁：23.0％～26.0％，铌：2.40％～3.40％，钴余量；
S2：将各个原料分别进行称重放置；
S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
S4：选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
S6：熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
S7：精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1500℃～1550℃之间；
S8：在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料；
S9：加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6；
S10：电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
所述炉中气体含量分析，氧含量10.5×10-6，氮含量15×10-6；加铝前，炉中测温为1495℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌4min。
所述炉中气体含量分析，氧含量12.5×10-6，氮含量13×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
所述炉中气体含量分析，氧含量15×10-6，氮含量18×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
在S2中，所述各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中。
所述电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入。
在S8中，所述铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，加铝、加钛、铌和硼铁，进行合金化。
在加入所述铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析。
在S9中，所述加铝前炉中温度降低到1480℃～1500℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌5min～10min，铝的配入量控制在5.7％～5.9％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过将各个原料分别进行称重放置，各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中，能够较好的保证原料加入的及时性和准确性，能够避免工作人员直接与原料进行接触；
2、电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入，减少因为工作人员的操作导致原料的不够洁净的问题，能够使冶炼工艺的结果更加的稳定可控，更好的保证质量；
3、在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料，铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，可将每种原料在加入后能够在最快的时间内与原有的混合物混合，混合附着效果较为充分，能够更好的保证冶炼过程中的稳定性；
4、在加入铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析，能够实时了解在加入铝、钛和铌之前炉内的气体情况，能够更好的了解加入铝、钛和铌的最好时机，能够使成分的作用得到较大的发挥，该工艺流程能够使冶炼过程更稳定可控。
附图说明
图1为本发明的高温合金真空感应炉冶炼工艺流程框图。
图2为本发明的冶炼工艺的具体工艺措施流程框图。
图3为本发明的加铝前炉中气体含量分析框图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1至图3，本实施例提供的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，冶炼工艺：铝配料→备料→称取加料→抽空→装料→给电→装料→全熔→搅拌→静置→调成分→浇注；
冶炼工艺的具体工艺措施：
S1：铝配料的选取，GH6783合金的化学成分按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.02％，硅不大于0.40％，锰不大于0.40％，磷不大于0.010％，硫不大于0.004％，铝：4.00％～5.00％，硼：0.002％～0.010％，铬：2.40％～3.40％，镍：24.0％～29.0％，铜不大于0.40％，钛：0.08％～0.30％，铁：23.0％～26.0％，铌：2.40％～3.40％，钴余量；
S2：将各个原料分别进行称重放置，各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中，电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入；
S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
S4：选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
S6：熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
S7：精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1500℃之间；
S8：在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料，铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，加铝、加钛、铌和硼铁，进行合金化；
S9：加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6，在加入铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析，加铝前炉中温度降低到1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌5min，铝的配入量控制在5.7％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物；
炉中气体含量分析，氧含量10.5×10-6，氮含量15×10-6；加铝前，炉中测温为1495℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌4min。
炉中气体含量分析，氧含量12.5×10-6，氮含量13×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
炉中气体含量分析，氧含量15×10-6，氮含量18×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min；
S10：电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
实施例二
本发明实施例提供的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，冶炼工艺：铝配料→备料→称取加料→抽空→装料→给电→装料→全熔→搅拌→静置→调成分→浇注；
冶炼工艺的具体工艺措施：
S1：铝配料的选取，GH6783合金的化学成分按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.02％，硅不大于0.40％，锰不大于0.40％，磷不大于0.010％，硫不大于0.004％，铝：4.00％～5.00％，硼：0.002％～0.010％，铬：2.40％～3.40％，镍：24.0％～29.0％，铜不大于0.40％，钛：0.08％～0.30％，铁：23.0％～26.0％，铌：2.40％～3.40％，钴余量；
S2：将各个原料分别进行称重放置，各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中，电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入；
S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
S4：选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
S6：熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
S7：精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1520℃之间；
S8：在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料，铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，加铝、加钛、铌和硼铁，进行合金化；
S9：加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6，在加入铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析，加铝前炉中温度降低到1490℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌6min，铝的配入量控制在5.75％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物；
炉中气体含量分析，氧含量10.5×10-6，氮含量15×10-6；加铝前，炉中测温为1495℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌4min。
炉中气体含量分析，氧含量12.5×10-6，氮含量13×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
炉中气体含量分析，氧含量15×10-6，氮含量18×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min；
S10：电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
实施例三
本发明实施例提供的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，冶炼工艺：铝配料→备料→称取加料→抽空→装料→给电→装料→全熔→搅拌→静置→调成分→浇注；
冶炼工艺的具体工艺措施：
S1：铝配料的选取，GH6783合金的化学成分按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.02％，硅不大于0.40％，锰不大于0.40％，磷不大于0.010％，硫不大于0.004％，铝：4.00％～5.00％，硼：0.002％～0.010％，铬：2.40％～3.40％，镍：24.0％～29.0％，铜不大于0.40％，钛：0.08％～0.30％，铁：23.0％～26.0％，铌：2.40％～3.40％，钴余量；
S2：将各个原料分别进行称重放置，各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中，电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入；
S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
S4：选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
S6：熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
S7：精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1550℃之间；
S8：在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料，铝加料之后在1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，加铝、加钛、铌和硼铁，进行合金化；
S9：加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6，在加入铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析，加铝前炉中温度降低到1500℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌10min，铝的配入量控制在5.9％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物；
炉中气体含量分析，氧含量10.5×10-6，氮含量15×10-6；加铝前，炉中测温为1495℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌4min。
炉中气体含量分析，氧含量12.5×10-6，氮含量13×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
炉中气体含量分析，氧含量15×10-6，氮含量18×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min；
S10：电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
本发明将各个原料分别进行称重放置，各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中，电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入，能够较好的保证原料加入的及时性和准确性，能够避免工作人员直接与原料进行接触，减少因为工作人员的操作导致原料的不够洁净的问题，能够使冶炼工艺的结果更加的稳定可控，更好的保证质量，在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料，铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，可将每种原料在加入后能够在最快的时间内与原有的混合物混合，混合附着效果较为充分，能够更好的保证冶炼过程中的稳定性，在加入铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析，能够实时了解在加入铝、钛和铌之前炉内的气体情况，能够更好的了解加入铝、钛和铌的最好时机，能够使成分的作用得到较大的发挥，该工艺流程能够使冶炼过程更稳定可控。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下会有各种改进和变化，因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有变化和修改。
Claims (9)
1.一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于,所述冶炼工艺包括步骤:
S1：GH6783合金的化学成分按重量百分比计，应符合以下规定：
碳不大于0.02％，硅不大于0.40％，锰不大于0.40％，磷不大于0.010％，硫不大于0.004％，铝：4.00％～5.00％，硼：0.002％～0.010％，铬：2.40％～3.40％，镍：24.0％～29.0％，铜不大于0.40％，钛：0.08％～0.30％，铁：23.0％～26.0％，铌：2.40％～3.40％，钴余量；
S2：将各个原料分别进行称重放置；
S3：根据合金成分控制要求计算冶炼所需要的各种原材料的量；
S4：选用优质精钢材、金属镍、金属钴、金属铬、金属铌、金属铝、金属钛、硼铁、石墨电极和成分准确的中间合金材料，保证化学成分准确，所有入炉的原材料保持清洁、无油污；
S5：加料顺序要按照先纯金属后中间合金的顺序；
S6：熔化过程中抽高真空，保证真空度不大于30Pa，分批装料入炉，装入第一批料后给电化料；
S7：精炼期真空度控制在1Pa～5Pa，精炼期大于90min，精炼温度控制在1500℃～1550℃之间；
S8：在精炼期结束后按照铝、钛、铌的顺序进行加料；
S9：加铝前进行炉中气体含量分析，保证氧含量小于15×10-6，氮含量小于20×10-6；
S10：电极浇注在真空条件下进行，浇注温度1470℃～1490℃。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：所述炉中气体含量分析，氧含量10.5×10-6，氮含量15×10-6；加铝前，炉中测温为1495℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌4min。
3.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：所述炉中气体含量分析，氧含量12.5×10-6，氮含量13×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
4.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：所述炉中气体含量分析，氧含量15×10-6，氮含量18×10-6；加铝前，炉中测温为1480℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌9min。
5.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：在S2中，所述各个原料利用电子秤进行称重，称重合格之后将各个原料按照顺序通入真空炉中。
6.根据权利要求5所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：所述电子秤与真空炉之间的通道设置有电子阀，电子阀用于控制各个原料的加入。
7.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：在S8中，所述铝加料之后在1500℃～1550℃之间进行搅拌混合，后再依次加入的钛和铌均采用加入铝时的操作，加铝、加钛、铌和硼铁，进行合金化。
8.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：在加入所述铝、钛和铌之前，均需要进行真空炉中的气体分析。
9.根据权利要求1所述的一种高温合金真空感应炉冶炼工艺，其特征在于：在S9中，所述加铝前炉中温度降低到1480℃～1500℃，铝按照计算量平均分两批加入，每次加入后搅拌5min～10min，铝的配入量控制在5.7％～5.9％，使电极铝含量稳定控制在5.5％，保证铝的收得率和减少形成夹杂物。
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