一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法与流程

本发明涉及高温合金冶炼，具体为一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法。

背景技术：

1、高温合金种类数量较多，按照合金的成型方式命名，主要有变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。其中，铸造高温合金和粉末冶金高温合金规格较小，直径一般为φ50-100mm，业内通常称之为高温合金母合金。铸造工艺的优点在于可以生产结构复杂，无法机械加工的零件且生产成本较低。粉末冶金工艺主要是利用氩气雾化或旋转电极方法获得粉末，之后通过热等静压或3d将粉末制成材。用此方法生产的零部件晶粒大小接近原始粉末，化学成分分布均匀，无宏观偏析。

2、近年来，随着单晶铸造技术、热等静压成型技术和3d打印技术的快速发展，各生产企业和研究单位对母合金电极的需求里日益增加。同时，对母合金电极的品质提出了更高的要求。现有技术条件下经真空感应浇注的常规单联母合金电极常常出现纯净度较低、致密度不足等缺陷，情况严重时还会出现缩孔暴露。此外，与现有分流盘生产母合金工艺相比，本技术不再使用硅酸铝保温冒口，结构简单、组装操作方便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，以解决上述背景技术中提出母合金电极纯净度较低、致密度不足的缺陷的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，具体包括以下步骤：

3、s1、钢锭模准备：选取指定型号的钢锭模材质，对钢锭模内壁清理干净，然后将其放置于定位模车上并固定；

4、s2、逐支浇注冒口安装：将特殊材质和结构的逐支浇注冒口安装在每支钢锭模上；

5、s3、钢锭模及逐支浇注冒口预热：将装配好的钢锭模和逐支浇注冒口进行烘烤；

6、s4、真空感应熔炼及浇注：根据熔炼合金牌号，将特定配比原材料加入真空感应炉中进行熔炼，经炉前检测成分合格后，按照一定浇注温度和功率进行浇注，将钢液注入母合金钢锭模中；

7、s5、电极脱模：浇注完毕按照一定冷却工艺将钢锭模冷却至室温后，进行脱模，得到母合金电极。

8、作为优选，所述s1中钢锭模材质为45#钢，所述钢锭模内壁直径为φ63-85mm、长度为760-1450mm。

9、作为优选，所述s2中逐支浇注冒口上部外轮廓为方台，边长为100-125mm，高度为10-50mm；中部外轮廓为圆柱，直径为90-110mm，高度为90-110mm；下部外轮廓为圆柱，直径为60-90mm，高度为10-50mm；上部和中部内轮廓为倒立圆台，上底面直径为90-110mm，下底面直径为30-50mm；下部内轮廓为圆柱，直径为30-50mm，高度为10-50mm；所述s2中逐支浇注冒口材质为10％氧化锆+40％氧化硅+50％氧化铝的耐火材料混合物。

10、作为优选，所述s3中钢锭模和逐支浇注冒口烘烤温度为300-800℃，烘烤时间为3-6h。

11、作为优选，所述s4中浇注温度为合金液相线温度以上100-150℃，所述s3中浇注功率前50％钢锭模功率为200-250kw、中间30％钢锭模功率为100-150kw、最后20％钢锭模功率为0kw。

12、作为优选，所述s5中冷却工艺为真空冷却60-100min，然后破空冷却至室温。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明所使用的逐支浇注冒口材质表面强度高、化学稳定性好，避免安装过程产生保温冒口残渣污染钢液，避免保温冒口与钢液反应生产氧化物浮渣。母合金电极纯净度大大提升，经浮渣评级认定为0.5级；

15、本发明所使用的逐支浇注冒口材质和结构有利于维持冒口内钢液温度，强化补缩效果。母合金电极致密度大大提升，经电极纵剖缩孔直径≤5mm；逐支浇注冒口内残钢重量明显减轻，残钢重量减少8％，母合金成品率提升5％；

16、本发明所使用的逐支浇注冒口兼具分流盘和保温冒口功能，结构简单、组装操作方便，与现有分流盘生产母合金工艺相比，不再使用硅酸铝保温冒口。

技术特征：

1.一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：所述s1中钢锭模材质为45#钢，所述钢锭模内壁直径为φ63-85mm、长度为760-1450mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：所述s2中逐支浇注冒口上部外轮廓为方台，边长为100-125mm，高度为10-50mm；中部外轮廓为圆柱，直径为90-110mm，高度为90-110mm；下部外轮廓为圆柱，直径为60-90mm，高度为10-50mm；上部和中部内轮廓为倒立圆台，上底面直径为90-110mm，下底面直径为30-50mm；下部内轮廓为圆柱，直径为30-50mm，高度为10-50mm；所述s2中逐支浇注冒口材质为10％氧化锆+40％氧化硅+50％氧化铝的耐火材料混合物。

4.根据权利要求1所述的一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：所述s3中钢锭模和逐支浇注冒口烘烤温度为300-800℃，烘烤时间为3-6h。

5.根据权利要求1所述的一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：所述s4中浇注温度为合金液相线温度以上100-150℃，所述s3中浇注功率前50％钢锭模功率为200-250kw、中间30％钢锭模功率为100-150kw、最后20％钢锭模功率为0kw。

6.根据权利要求1所述的一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，其特征在于：所述s5中冷却工艺为真空冷却60-100min，然后破空冷却至室温。

技术总结
本发明公开了一种基于逐支浇注冒口的母合金电极制备方法，包括以下步骤：S1、钢锭模准备：选取指定型号的钢锭模材质，对钢锭模内壁清理干净，然后将其放置于定位模车上并固定；S2、逐支浇注冒口安装：将特殊材质和结构的逐支浇注冒口安装在每支钢锭模上；S3、钢锭模及逐支浇注冒口预热：将装配好的钢锭模和逐支浇注冒口进行烘烤，本发明的有益效果是：避免保温冒口与钢液反应生产氧化物浮渣。母合金电极纯净度大大提升，经浮渣评级认定为0.5级；所使用的逐支浇注冒口材质和结构有利于维持冒口内钢液温度，强化补缩效果。母合金电极致密度大大提升，经电极纵剖缩孔直径≤5mm；逐支浇注冒口内残钢重量明显减轻，残钢重量减少8％，母合金成品率提升5％。

技术研发人员：李南,曹国鑫,杨恩,孟方亮,付宝全,何永胜,阚志,王凯旋,刘向宏
受保护的技术使用者：西安聚能高温合金材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23