[发明专利]GH5188钴基高温合金返回料的回收方法

说明书

本发明公开了一种GH5188钴基高温合金返回料的回收方法，属于高温合金制备技术领域。GH5188钴基高温合金返回料的回收方法，包括如下步骤：回收料锯切分类后清洁→非真空感应炉熔炼→保护气氛电渣炉冶炼→真空感应炉熔炼。本发明的技术方案可全部回收GH5188合金中具有重要回收价值的Co、Cr、Ni、W等合金元素，解决了GH5188合金返回料直接用于冶炼合金时形成大量La高熔点氧化物夹杂物，使合金纯净度较低的问题，实现了GH5188钴基高温合金返回料的合理回收，提高了返回料冶炼GH5188合金的纯净度，有效解决了现有工艺回收GH5188钴基高温合金返回料的纯净度较低的问题。

技术领域

本发明属于高温合金制备技术领域，涉及一种GH5188钴基高温合金返回料的回收方法。

背景技术

GH5188合金是Co-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金。GH5188的用途广泛，是在国内航空发动机中用量最大的钴基变形高温合金，已用于制作航空发动机燃烧室火焰筒、导向叶片等高温部件。在国外还广泛用于燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管等。在核能工业中，也可用作热交换器等零部件。目前每年在合金生产过程、材料加工过程以及合金达到服役年限或报废等方面产生大量的GH5188合金返回料；GH5188合金由于主要含有大量的Co、Cr、Ni、W等合金元素，具有重要的回收价值。

目前回收GH5188合金返回料中有价金属元素的方法有多种，如火法、湿法冶金以及电化学法。2019年10月11日CN110317953A公开了一种从钴基高温合金返回料中回收制备高纯钴的方法，将电化溶解、酸浸、沉淀除杂、连续逆流萃取、反萃、树脂吸附、电解和真空熔炼结合，分步除去钴基高温合金返回料中的杂元素，提高了钴的富集度和纯度，获得质量纯度不低于99.99％的高纯钴。该方法采用的是湿法冶金回收返回料的某些元素，造成其余合金元素的浪费。在火法冶金方面冶金厂关于GH5188合金返回料的回收均是直接返回真空感应炉作为GH5188合金的生产原料进行熔炼，该方法由于GH5188合金中含有稀土元素La，其极易与氧结合生成大量的La的高熔点氧化物夹杂残留在合金中影响合金纯净度。

因此如何实现GH5188钴基高温合金返回料的合理回收是目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有工艺回收GH5188钴基高温合金返回料的纯净度较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：GH5188钴基高温合金返回料的回收方法，其工艺流程为：回收料锯切分类后清洁→非真空感应炉熔炼→保护气氛电渣炉冶炼→真空感应炉熔炼。

上述回收料锯切分类后清洁为：将GH5188返回料进行锯切，使各种异型料尺寸5×5×5cm以下占比30％，30×30×30cm以下占比50％，40×40×40cm以下占比15％，其余占比5％，然后对其表面油污进行清洁。

上述GH5188返回料为GH5188合金生产过程、材料加工过程以及合金达到服役年限或报废产生的合金返回料。

上述非真空感应炉冶炼包括如下步骤：

a.熔化：炉底加入第一批造渣剂1-2kg/t钢，然后加入锯切清洁后的返回料，送电至炉料全部熔化，温度达到1600-1650℃后保温20-40min；

b.除渣：加入第二批造渣剂1-2kg/t钢，送电至渣料全部熔化，温度达到1600-1650℃后保温20-40min；

c.步骤b钢液中La含量≤0.005％，钢液温度为1480-1500℃时加入1-3kg/t钢的Al脱氧，除渣，出钢，浇注成GH5188合金返回料电极棒。

上述步骤a中，所述第一批造渣剂粒度为1-25mm，其成分按质量百分比为CaO 50-60％、Al₂O₃16-35％、MgO 7-10％、SiO₂5-20％。