[发明专利]一种镍锆中间合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种镍锆中间合金材料及其制备方法，所述镍锆中间合金材料各组分的重量百分比为：锆30‑70％、氧≤0.1％、氮≤0.005％、硅≤0.05％、磷≤0.02％、铁≤0.2％、钛≤0.01％、铅≤0.001％、锡≤0.005％、碳≤0.05％、硫≤0.01％，钼≤0.003％，钨≤0.002％，锰≤0.005，锌≤0.001％，钴≤0.01％，铬≤0.005％，铋≤0.005％，镉≤0.001％，硒≤0.001％，碲≤0.001％，铊≤0.001％，镍为余量。本发明生产出的镍锆中间合金成分均匀，偏析小，纯净度高，气体含量低，是高品质含锆镍基高温合金的首选添加材料。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种镍锆中间合金材料及其制备方法。

背景技术

锆合金属于一种常规的焊接材料，目前已有文献报道含锆的多种合金材料，如CN106271213 A公开了一种用于钛合金焊接的钛-锆-铜-镍基钎料；CN 104227008 B公开了一种钛锆铜镍合金钎料粉末的制备方法，但制备方法中多采取海绵锆为原料。

海绵锆因其疏松多孔且含气量高，添加过程容易造成钢液飞溅，影响熔炼回收率。而加入高纯的镍锆中间合金，不仅可以避免飞溅，更可以使得合金成分更加均匀，通过真空感应熔炼技术生产镍锆合金，熔炼过程更加简单可行，且经过高温的熔炼，海绵锆中的一些低熔点杂质和气体元素得到有效去除，镍锆合金的杂质元素要大大低于海绵锆。

目前镍锆中间合金的制备方法未见文献报道，所以开发一种镍锆中间合金的制备方法，解决下游合金材料制备过程中钢液飞溅、熔炼回收率低等问题具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种镍锆中间合金材料及其制备方法，解决现有技术中下游合金生产中海绵锆添加过程容易造成钢液飞溅，影响熔炼回收率的问题，本发明制备的镍锆中间合金材料成分均匀，偏析小，纯净度高，气体含量低，是高品质含锆镍基高温合金的首选添加材料。

本发明公开了一种镍锆中间合金材料，所述镍锆中间合金材料各组分的重量百分比为：锆30-70％、氧≤0.1％、氮≤0.005％、硅≤0.05％、磷≤0.02％、铁≤0.2％、钛≤0.01％、铅≤0.001％、锡≤0.005％、碳≤0.05％、硫≤0.01％，钼≤0.003％，钨≤0.002％，锰≤0.005，锌≤0.001％，钴≤0.01％，铬≤0.005％，铋≤0.005％，镉≤0.001％，硒≤0.001％，碲≤0.001％，铊≤0.001％，镍为余量。

为了提高产品的品质，降低产品杂质含量，本发明中使用的原材料镍板和海绵锆均为纯度较高的，主成分含量大于99％。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种镍锆中间合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将海绵锆在干燥箱内烘烤1-24小时；镍板在干燥箱烘1-12小时；目的在于去除海绵锆以及镍板中的水分及镍板上可能存在的油污；

2)将步骤1)中干燥后的原料按照镍板1kg，海绵锆0.4-2.3kg的比例准确称取镍板和海绵锆；控制镍和锆的比例使得其成分满足锆含量为30％-70％。

3)称取的镍板和海绵锆进行真空感应熔炼，所述真空感应熔炼的具体步骤为：

a.将氧化镁坩埚在真空感应炉内烘烤2-10小时，然后把步骤2)中称取的镍板及海绵锆置于氧化镁坩埚中；

b.关闭真空感应炉炉盖，抽真空至1-50Pa；

c.达到要求的真空度后开始送电致炉料熔化，氧化镁坩埚内的镍板和海绵锆全部熔化后，保持1300-1600℃精炼1-60分钟；精炼时间和温度根据熔炼规模及锆镍成分比例确定；

d.断电降温，准备浇铸，浇铸温度控制在1250-1500℃；要控制合金浇铸后的厚度，避免造成偏析；