CN114752816A - 一种等温锻造用模具合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种等温锻造用模具合金及制备方法，属于金属材料的技术领域。模具合金的组成为：W：5‑50wt.％，Cr：1‑15wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。制备方法包括原料准备阶段、真空熔炼阶段、真空精炼阶段、真空自耗重熔阶段。本发明制备的等温锻造用模具合金在1050℃的屈服强度能达到520MPa，1100℃的屈服强度也能达到418MPa，在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级。在高温条件下的持久寿命和热疲劳性与K21合金相比均有明显提高，持久寿命提高了30％，80周期的疲劳裂纹长度与K21合金50周期时的疲劳裂纹长度相当。同时合金中不加入贵重金属元素Co、Hf，降低了合金的生产成本，适用于制备等温锻造用模具。
Description
技术领域
本发明属于金属材料的技术领域，涉及一种等温锻造用模具合金及制备方法。
背景技术
等温锻造技术是将模具加热到低于工件温度30～80℃左右，采用应变速率在10-3～5×10-2s-1范围内进行的锻造技术。等温锻造成形时，模具加热到低于工件温度30～80℃左右，并且应变速率很低。这样由于消除了模具激冷和材料应变硬化的影响，不仅变形抗力小而且可以完成净成形加工，因而大大提高了金属的利用率以及锻件的性能。大气下等温锻造与全封闭等温锻造相比是一种经济的工艺路线，其关键是模具材料。高温合金及金属间化合物的变形温度一般都在1000℃以上，锻件缓慢成形，整个工艺过程需要较长时间，要求模具材料在锻造温度范围内具有较高的屈服强度和抗氧化性能。
现有技术中使用温度超过1000℃的高温模具材料分为三类：镍基高温合金、Ni3Al基合金和钼基合金。
K21合金是一种1000℃以上使用的等温锻造用镍基高温合金，极限使用温度为1050℃，但该合金1050℃的拉伸屈服强度仅为418MPa，且使用该合金制备模具时裂纹倾向性大，抗氧化性相对较差差。Ni3Al基合金比强度高，抗氧化性能好，具有能在大气下使用的优点。其缺点是高温塑性指标不高，有较强的热裂倾向，另外由于合金中铝含量较高，流动性较差，会导致合金的充型能力不足，这些因素限制了其在大型复杂锻造模具上的应用。
中国专利CN 103421969 A公开了一种等温锻造模具用钼合金的制备方法，其中的所述合金的使用温度可达1200℃，但钼合金价格昂贵，抗氧化性很差，必须采用真空封闭装置或采用氯气氛保护，从而大大增加生产成本。且在使用过程中要控制模具的加热速率，使用低频感应加热，从而使生产周期延长。
中国专利CN 200510084011.3公开了一种高温模具用镍基铸造高温合金，该合金的成分组成与百分含量(wt.％)为：Co 9.0-12.0％，Al 5.0-6.5％，Cr 2.5-3.5％，Ti 0.5-1.5％，W 13.0-14.5％，Mo 1.5-2.5％，Nb 0.8-1.5％，Ta 2.0-5.0％，Hf 0.3-1.5％，C0.07-0.18％，B 0.01-0.02％，Y≤0.01％，其余为Ni。虽然合金的使用温度提高到了1100℃，但合金中的成分选择中钴含量较高且加入一定量的铪，但增大了生产成本。
中国专利CN 110951997 A公开了一种950～1050℃等温锻造用铸造高温合金模具材料，所述合金虽然没有加入昂贵的金属元素Hf，难熔元素Ta，降低了合金的制造成本，但合金的极限使用温度为1050℃，无法满足1100℃等温锻造模具材料的使用要求。
发明内容
本发明针对上述等温锻造用模具合金的不足，提供一种等温锻造用模具合金及制备方法，本发明合金能在1000～1100℃大气下使用，具有良好的高温拉伸性能、高温持久性能、高温抗氧化性能和热疲劳性能的同时降低了模具材料的生产成本。
本发明提供如下技术方案：
一种等温锻造用模具合金及制备方法，所述一种等温锻造用模具材料的化学成分按质量百分比例为：W：5-50wt.％，Cr：1-15wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
优选地，所述等温锻造用模具合金的组织结构为γ相单相合金。
优选地，所述等温锻造用模具合金的性能：在1050℃的屈服强度能达到520MPa，1100℃的屈服强度也能达到418MPa，在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级。
所述的等温锻造用模具合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型。
优选地，所述步骤S1中，石墨脱氧剂碳的用量为镍钨铬合金质量的0.02-0.15wt.％。
优选地，所述步骤S2中，进行熔炼所使用的坩埚为ZrO2坩埚，ZrO2抗热稳定性好，高温下不与熔融态合金发生反应。
优选地，所述步骤S2中的真空度低于10Pa，熔炼温度为1500-1600℃，熔炼时间为直至原料全部熔化。
优选地，所述步骤S3中，脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.005-0.05wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.005-0.05wt.％。
优选地，所述步骤S3中的真空度低于1Pa，精炼温度为1580-1680℃，精炼时间为30-80min。
优选地，所述步骤S3中的精炼炉底吹氩方式为定流量吹氩，吹氩压流量为0.3-0.9m3/min。
上述中采用高温1580-1680℃精炼，炉底吹氩搅拌的方式不仅可以有效降低合金中的氧含量，还可以将夹杂物带至熔液表面被渣层吸收，使合金的成分趋于均匀。
优选地，所述步骤S4中的真空度为0.5-5Pa，电压为20～28V，电流为1000～2000A，熔化速率为7.5～9.7kg/min，使用铜坩埚水冷。
上述中采用较高的熔炼功率，可以在短时间内获得大量熔融金属，形成较大的熔池，使熔化的金属有足够的过热不至于凝固，当熔化完成时，立即切断熔炼电源，坩埚翻转将金属液倾注在铸型内从而完成了真空熔铸程序。
优选地，所述的镍钨铬合金可以用于制备等温锻造用模具。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
上述方案中，本发明所提供的一种等温锻造用模具合金具有良好的高温力学性能，在1050℃的屈服强度能达到520MPa，1100℃的屈服强度也能达到418MPa，同等温度下与K21合金相比有了明显提升(K21合金在1050℃的屈服强度为415MPa，1100℃的屈服强度为330MPa)，适合应用于等温锻造用模具合金。
本发明所制备的一种等温锻造用模具合金具有良好的耐高温氧化性，合金在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级。与K21合金相比将合金的使用温度提升了50℃，适合应用于等温锻造用模具合金。
本发明所制备的一种等温锻造用模具合金在高温条件下的持久寿命和热疲劳性与K21合金相比均有明显提高，持久寿命提高了30％，80周期的疲劳裂纹长度与K21合金50周期时的疲劳裂纹长度相当，适合应用于等温锻造用模具合金。
本发明所制备的一种等温锻造用模具合金使用真空感应熔炼+真空自耗电弧重熔双联工艺，能有效地除去氢、氧等气体和夹杂物，提高了合金的纯净度，保证合金组织均匀，适合应用于等温锻造用模具合金。
由于其他1000℃以上使用的等温锻造用模具合金中加入了合金元素Co、Hf，而本发明所制备的一种等温锻造用模具合金在未加入Co、Hf的情况下保证合金高温力学性能和抗氧化性能，降低了生产成本，适合大规模应用于等温锻造用模具合金。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为应用本发明所制备的等温锻造用模具合金制备的等温锻造用模具结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案和解决的技术问题进行阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例，而不是全部实施例。
实施例1
一种等温锻造用模具合金的制备方法，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：40wt.％，Cr：15wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，石墨脱氧剂的用量为等温锻造用模具合金质量的0.038wt.％，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；其中：真空度为8Pa，熔炼温度为1520℃，熔炼时间为直至原料全部熔化；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；其中：脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.015wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.015wt.％，真空度为0.8Pa，精炼温度为1580℃，精炼时间为34min；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型；其中：真空度为4Pa，电压为23V，电流为1200A，熔化速率为7.5kg/min。
实施例2
一种等温锻造用模具合金的制备方法，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：43wt.％，Cr：14wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，石墨脱氧剂的用量为等温锻造用模具合金质量的0.040wt.％，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；其中：真空度为5Pa，熔炼温度为1540℃，熔炼时间为直至原料全部熔化；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；其中：脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.024wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.023wt.％，真空度为0.6Pa，精炼温度为1610℃，精炼时间为45min；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型；其中：真空度为3Pa，电压为25V，电流为1450A，熔化速率为8.0kg/min。
实施例3
一种等温锻造用模具合金的制备方法，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：45wt.％，Cr：13wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，石墨脱氧剂的用量为等温锻造用模具合金质量的0.043wt.％，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；其中：真空度为6Pa，熔炼温度为1560℃，熔炼时间为直至原料全部熔化；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；其中：脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.027wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.025wt.％，真空度为0.5Pa，精炼温度为1615℃，精炼时间为50min；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型；其中：真空度为1.5Pa，电压为24V，电流为1600A，熔化速率为8.6kg/min。
实施例4
一种等温锻造用模具合金的制备方法，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：46wt.％，Cr：14wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，石墨脱氧剂的用量为等温锻造用模具合金质量的0.035wt.％，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；其中：真空度为4Pa，熔炼温度为1580℃，熔炼时间为直至原料全部熔化；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；其中：脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.020wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.020wt.％，真空度为0.5Pa，精炼温度为1630℃，精炼时间为60min；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型；其中：真空度为1Pa，电压为26V，电流为1500A，熔化速率为8.0kg/min。
实施例5
一种等温锻造用模具合金的制备方法，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：47wt.％，Cr：15wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，石墨脱氧剂的用量为等温锻造用模具合金质量的0.040wt.％，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；其中：真空度为1Pa，熔炼温度为1580℃，熔炼时间为直至原料全部熔化；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；其中：脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.030wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.027wt.％，真空度为0.2Pa，精炼温度为1650℃，精炼时间为65min；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型；其中：真空度为1Pa，电压为26V，电流为1800A，熔化速率为9.5kg/min。
性能检测：
对上述实施例1-5所得的五组合金在1050℃下高温拉伸实验，结果与K21合金对比如表1所示。
表1专利合金及K21合金1050℃下高温拉伸性能
| 合金编号 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa |
| 实验例1 | 507 | 411 |
| 实验例2 | 513 | 418 |
| 实验例3 | 528 | 421 |
| 实验例4 | 525 | 433 |
| 实验例5 | 533 | 468 |
| K21 | 480 | 415 |
对上述实施例1-5所得的五组合金在1100℃下高温拉伸实验，结果与K21合金对比如表2所示。
表2专利合金及K21合金1100℃下高温拉伸性能
| 合金编号 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa |
| 实验例1 | 398 | 369 |
| 实验例2 | 406 | 373 |
| 实验例3 | 419 | 381 |
| 实验例4 | 413 | 387 |
| 实验例5 | 425 | 392 |
| K21 | 370 | 330 |
根据表1-2中实验结果可知，本发明所制备的合金在1050℃的屈服强度能达到500-530MPa，1100℃的屈服强度也能达到400-420MPa，高温拉伸性能优于K21合金。
对上述实施例1-5所得的五组合金在1050℃下进行100h抗氧化性实验，结果与K21合金对比如表3所示。
表3 1050℃下合金100h抗氧化性检测结果
| 合金编号 | 平均氧化速度g/m<sup>2</sup>·h | 平均氧化皮脱落量g/m<sup>2</sup> | 抗氧化性能评定 |
| 实验例1 | 0.08 | 0.87 | 完全抗氧化 |
| 实验例2 | 0.06 | 0.72 | 完全抗氧化 |
| 实验例3 | 0.07 | 0.79 | 完全抗氧化 |
| 实验例4 | 0.05 | 0.66 | 完全抗氧化 |
| 实验例5 | 0.03 | 0.52 | 完全抗氧化 |
| K21 | 0.14 | 0.28 | 抗氧化 |
对上述实施例1-5所得的五组合金在1100℃下进行100h抗氧化性实验，结果如表4所示。
表4 1100℃下合金100h抗氧化性检测结果
| 合金编号 | 平均氧化速度g/m<sup>2</sup>·h | 平均氧化皮脱落量g/m<sup>2</sup> | 抗氧化性能评定 |
| 实验例1 | 0.26 | 2.7 | 抗氧化 |
| 实验例2 | 0.28 | 2.9 | 抗氧化 |
| 实验例3 | 0.24 | 2.5 | 抗氧化 |
| 实验例4 | 0.21 | 2.3 | 抗氧化 |
| 实验例5 | 0.17 | 1.8 | 抗氧化 |
根据表3-4所得实验结果可知，本发明所制备的合金在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级，合金在1100℃的抗氧化性能与K21合金在1050℃的抗氧化性能相当，合金制备的模具的使用温度提高。
对上述实施例1-5所得的五组合金在1100℃/70MPa条件下进行高温持久性能实验，结果如表5所示。
表5 1100℃/70MPa下合金高温持久性能实验结果
| 合金编号 | 实验条件 | 持久寿命 |
| 实验例1 | 1100℃/70MPa | 55.7 |
| 实验例2 | 1100℃/70MPa | 56.2 |
| 实验例3 | 1100℃/70MPa | 58.9 |
| 实验例4 | 1100℃/70MPa | 59.6 |
| 实验例5 | 1100℃/70MPa | 60.7 |
| K21 | 1100℃/70MPa | 39.8 |
根据表5所得实验结果可知，本发明所制备的合金在1100℃/70MPa条件下的持久寿命与K21合金相比有了明显提高。
对上述实施例1-5所得的五组合金在大气条件下进行热疲劳性能实验，，实验温度为1050℃，在55s内将试样加热至1050℃，然后在5s内水淬至室温作为一个周期，到一定周期后测量缺口处裂纹长度。结果如表6所示。
表6合金热疲劳性能实验结果
根据表6所得实验结果可知，本发明所制备合金的热疲劳性能与K21合金相比有了明显提升，80周期的疲劳裂纹长度与K21合金50周期时的疲劳裂纹长度相当。
上述方案中，本发明所提供的一种等温锻造用模具合金具有良好的高温力学性能，在1050℃的屈服强度能达到520MPa，1100℃的屈服强度也能达到418MPa，适合应用于等温锻造用模具的制备。
本发明所制备的等温锻造用模具合金在保持高温屈服强度的情况下，还具有良好的耐高温氧化性，使合金在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级，适合应用于等温锻造用模具的制备。
本发明所制备的等温锻造用模具合金在高温条件下的持久寿命和热疲劳性与K21合金相比均有明显提高，持久寿命提高了30％，80周期的疲劳裂纹长度与K21合金50周期时的疲劳裂纹长度相当。
总之，本发明所制备的等温锻造用模具合金在不加入贵重金属元素Hf、Co的同时保证了合金的高温力学性能、抗氧化性能、持久寿命和热疲劳性能，从而降低了生产成本，利于工业大规模推广和使用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种等温锻造用模具合金，其特征在于，所述等温锻造用模具合金的化学成分按质量百分比例为：W：5-50wt.％，Cr：1-15wt.％，余量为Ni以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种等温锻造用模具合金，其特征在于，所述等温锻造用模具合金的组织结构为γ相单相合金。
3.根据权利要求1所述的等温锻造用模具合金，其特征在于，所述等温锻造用模具合金的性能：在1050℃的屈服强度能达到520MPa，1100℃的屈服强度也能达到418MPa，在1050℃下100h的氧化增量达到完全抗氧化级，在1100℃下100h的氧化增量也能达到抗氧化级，接近完全抗氧化级。
4.根据权利要求1-3任一项所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述等温锻造用模具合金中原料化学成分质量百分比进行配料并称量，获得配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中配好的镍钨铬原料和石墨脱氧剂加入真空感应炉中的坩埚中，通过开启真空系统调控真空度并进行熔炼得到一次熔液；
S3、真空精炼阶段
在步骤S2中真空熔炼阶段后的熔液中加入脱氧剂Al和Ca，降低系统真空度和升高温度后从精炼炉底吹氩进行精炼得到二次熔液，调整温度后浇注成电极棒；
S4、真空自耗重熔阶段
经过步骤S3的真空精炼阶段后，将电极棒加入真空自耗凝壳炉中，调整炉内真空度进行重熔，使用铜坩埚水冷，当自耗电极熔炼完成时，断开电源，并迅速倾转坩埚将液体金属注入锭模或铸型。
5.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，石墨脱氧剂的用量为镍钨铬合金质量的0.02-0.15wt.％。
6.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的真空度低于10Pa，熔炼温度为1500-1600℃，熔炼时间为直至原料全部熔化。
7.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，脱氧剂Al的用量为镍钨铬合金质量的0.005-0.05wt.％，脱氧剂Ca的用量为镍钨铬合金质量的0.005-0.05wt.％。
8.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的真空度低于1Pa，精炼温度为1580-1680℃，精炼时间为30-80min。
9.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的精炼炉底吹氩方式为定流量吹氩，吹氩压流量为0.3-0.9m3/min。
10.根据权利要求4所述的等温锻造用模具合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的真空度为0.5-5Pa，电压为20～28V，电流为1000～2000A，熔化速率为7.5～9.7kg/min，使用铜坩埚水冷。
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