[发明专利]一种低氧含量的母合金法制备MIM418合金的方法

权利要求书

1.一种低氧含量的母合金法制备MIM418合金的方法，其特征在于：

具体制备步骤为：

1)、母合金铸锭的真空感应熔炼：MIM418合金的母合金成分为Ni-9.15Al-19.23Cr-6.62Mo-3.31Nb-1.15Ti-0.15Zr-0.02B-0.18C；以纯度大于99.9％的Ni-50wt.％Cr中间合金、Ni-5wt.％B中间合金、Ni-Mo中间合金、Ni-Nb中间合金，以及铝块、海绵钛、海绵锆和石墨块为原料；在5vol.％盐酸水溶液中进行预处理，去除表面氧化物，预处理时间为25-35min，酒精洗净后在烘箱中于55-65℃下处理烘干50-70min；预处理后的原料按照母合金成分进行配料，得到混合原料；混合原料进行真空感应熔炼，真空感应熔炼采用陶瓷坩埚，在炉料熔清后加大功率，使熔池温度上升至1670℃，再加入2wt.％的碳块，保温25-35min，熔炼过程中使用电磁搅拌器对熔池进行搅拌，使氧充分脱除，接着再加入1wt.％的Al和Ti以及0.01wt.％B，保温8-12min，之后降温、充入氩气，将钢液浇铸成母合金自耗电极；

2)、母合金铸锭的电渣重熔：对真空感应熔炼得到的母合金自耗电极在惰性气氛中进行电渣重熔，将渣料加热至熔融状态后，倒入结晶器中，结晶器为铜制水冷坩埚，将步骤1)制备得到的母合金自耗电极缓慢下降至熔融的渣料中，通电起弧后，调整重熔电压至30-50V，电流3000-5000A，自耗电极受电阻热缓慢熔化，熔化后的钢液与渣料反应、提纯后，在结晶器底部结晶，得到纯净、均匀、表面光洁的母合金电渣锭；

3)、母合金电渣锭的破碎：对电渣重熔后的母合金铸锭去皮后，在带有冷却系统与保护气氛的高速盘磨破碎装置中进行破碎；对破碎后的粉末进行筛选，得到母合金粉末；

4)、混合粉末的制备：将母合金粉末与羰基镍粉装入混料筒，同时加入1μm的微细石墨粉，向混料筒中放入钢球，球料比为1:10，并将混料筒置于氩气气氛中进行旋转，混合时间为1-3h；

5)、水溶性喂料的制备：将混合粉末与聚乙二醇基粘结剂在双行星混炼机中于180℃、转速为40转/min的条件下混炼110-130min制成流变性能均匀的喂料，其中粉末装载量为60-65vol.％；

6)、注射成形：将喂料在注射成形机上直接注射成形，注射温度为190℃、注射压力为100MPa，得到复杂形状坯体；

7)、脱脂：采用水脱脂的方法，将注射坯浸泡在40-50℃的水中20-30h后取出，在酒精中浸润后于50-60℃中烘干30min得到脱脂坯；

8)、烧结：脱脂坯体在真空气氛中进行烧结，真空炉中放置有纯度为99.0％的金属Cr块，真空度为1×10^-4Pa，烧结过程中分段控制升温速率减少烧结变形，得到烧结坯，其中分段控制烧结工艺参数为：在室温至800℃中升温速率为10℃/min，800℃至1000℃中升温速率为5℃/min，1000℃以上的温度中升温速率为3℃/min，烧结温度为1180-1200℃，保温时间为110-130min；

9)、无包套热等静压：烧结坯进行无包套热等静压，得到致密度大于99％全致密坯体，其中无包套热等静压的工艺参数为：温度1000-1100℃，压力160MPa，保温时间110-130min；

10)、热处理：全致密坯体在1150-1200℃下进行固溶处理，保温1-2h后水冷，然后在650-700℃进行时效处理，最终得到具有复杂形状的高性能的母合金法MIM418合金零件。

2.根据权利要求1所述的一种低氧含量的母合金法制备MIM418合金的方法，其特征在于：步骤2)所述渣料的成分为：15-20％CaO，3-5％Ca，8-10％CeO，10-15％Al₂O₃，3-5％TiO₂，余量CaF₂。

3.根据权利要求1所述的一种低氧含量的母合金法制备MIM418合金的方法，其特征在于：步骤2)所述电渣重熔母合金的氧含量小于150ppm，硫含量小于20ppm。

4.根据权利要求1所述的一种低氧含量的母合金法制备MIM418合金的方法，其特征在于：步骤4)所述母合金粉末与羰基镍粉、微细石墨粉的比例为64.5:35:0.5。