[发明专利]紧固件用GH6159合金锭及其制备方法

说明书

本发明提供了一种紧固件用GH6159合金锭及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：原料经真空感应熔炼后浇注形成电极，然后对电极进行表面处理、真空自耗，得紧固件用GH6159合金锭；原料分别在真空感应熔炼的熔化期和精炼期加入，熔化期原料的加入顺序依次为Ni、Cr、Co、Mo、Fe、碳粉；真空自耗的熔速为2.2‑2.8kg/min。本发明提供的紧固件用GH6159合金锭的制备方法，通过采用真空感应熔炼与真空自耗相结合，并限定熔化期特定的原料加入顺序，结合整个真空自耗过程熔速的限定，各步骤参数之间相互配合，能够确保直径大于Φ180mm的合金锭中心及边缘成分、组织及性能的均匀性，提高成材率。

技术领域

本发明涉及高温合金材料加工领域，尤其涉及一种紧固件用GH6159合金锭及其制备方法。

背景技术

高温合金紧固件是军用、民用航空发动机的重要承力连接件，主要用于航空发动机转子级间、转子与传动系统、机匣级间的连接等部位的连接。紧固件种类有高强螺栓螺钉、自锁螺母、螺桩、螺套等100余品种。GH6159合金是一种高强钴基紧固件用变形高温合金材料，冷拔态合金经时效处理后其室温抗拉强度超过1900MPa，是目前600℃环境下强度最高的紧固件材料，也是600℃高强螺栓的唯一选材。

伴随着航空、航天科技的不断发展，其对紧固件用高温合金材料的服役温度、承载力等性能的要求也逐渐提高。但是，现有的GH6159合金的制备方法仅适用于直径不超过Φ180mm的合金锭，针对承载能力更大的直径大于Φ180mm的合金锭，其中心和边缘的分布不均匀、易产生偏析，导致直径大于Φ180mm的合金锭的成材率降低。因此，亟需一种能够获得成材率高、组织均匀、且承载力更大的紧固件用GH6159合金锭的制备方法。

发明内容

针对现有的紧固件用GH6159合金的制备方法在用于冶炼直径大于Φ180mm的合金锭时存在成材率低的缺陷，本发明提供一种针对直径大于Φ180mm、且成材率高的紧固件用GH6159合金锭制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种紧固件用GH6159合金锭的制备方法，包括如下步骤：

原料经真空感应熔炼后浇注形成电极，然后对所述电极进行表面处理、真空自耗，得所述紧固件用GH6159合金锭；

其中，所述原料分别在所述真空感应熔炼的熔化期和精炼期加入，所述熔化期原料的加入顺序依次为Ni、Cr、Co、Mo、Fe、碳粉；

所述真空自耗的熔速为2.2-2.8kg/min。

相对于现有技术，本发明提供的紧固件用GH6159合金锭的制备方法中，通过控制原料分别在熔化期和精炼期加入，并限定熔炼期加入原料的种类及特定的Ni、Cr、Co、Mo、Fe、碳粉的加料顺序，可以有效地控制碳化物的形成及微观组织的形貌分布。通过将Nb、Al、Ti等原料在精炼期加入，可有效地控制合金锭中Nb、Al、Ti等原料的范围及分布的均匀性，防止Nb、Al、Ti等原料的烧损。通过限定整个真空自耗的熔速，可以有效地去除气体杂质元素，同时防止各元素及碳化物的偏析以及Nb、Al、Ti等元素的烧损。该紧固件用GH6159合金锭的制备方法，通过采用真空感应熔炼与真空自耗相结合，并限定熔化期特定的原料加入顺序，结合整个真空自耗过程熔速的限定，各步骤参数之间相互配合，能够确保直径大于Φ180mm的合金锭中心及边缘成分、组织及性能的均匀性。与现有的紧固件用GH6159合金锭的制备方法制得的直径大于Φ180mm的合金锭相比，本发明提供的制备方法制得的直径大于Φ180mm的合金锭的成材率达到80％以上，提高了15％以上。

可选地，所述表面处理包括磨光、车光等。

可选地，所述精炼期加入的原料为Al、Ti、Nb和硼铁合金。

可选地，所述熔化期的温度为1460-1500℃，真空度＜30pa。