[发明专利]一种镍基高温合金返回料的重熔净化方法

说明书

本申请提供了一种镍基高温合金返回料的重熔净化方法，包括步骤1：按照镍基高温母合金锭中所含各元素的质量分数要求准备原材料，在真空感应熔炼炉内依次加入原材料，抽真空、熔化和精炼；停电降温，加入含有铝和钛的原材料，浇注，形成全新镍基高温合金锭；进行化学成分和力学性能检查；步骤2：镍基高温合金返回料预处理；返回料装炉、抽真空、熔化、精炼和浇注，形成镍基高温合金返回料合金锭；进行化学成分分析；步骤3：将全新镍基高温合金锭和镍基高温合金返回料合金锭装炉重熔，抽真空、熔化、精炼和浇注，形成含返回料的镍基高温合金锭；进行化学成分和力学性能检查。本申请提高了镍基高温母合金锭使用率，节约资源。

技术领域

本申请涉及高温合金技术领域，尤其涉及一种镍基高温合金返回料的重熔净化方法。

背景技术

随着发动机推重比的不断增大，高温合金材料在航空发动机中的占比越来越高。镍基高温合金具有优异的力学性能、优异的高温抗氧化性能,使得其在航空发动机领域已得到了广泛的应用，但是由于铸造工艺本身的特点，导致镍基高温合金的利用率很低，尤其是在结构复杂的零件上，其利用率在25％左右，大量的镍基高温合金都以料头、浇道、冒口、报废零件和切屑等形式被浪费，通常将这些浪费的合金称为高温合金返回料，返回料中含有大量的Ni、Cr、Ti等战略性合金元素，由于我国的Ni、Co矿产资源相对匮乏，导致Ni、Co等金属采购价格逐年攀高且受市场影响价格波动较大。目前国内对镍基高温合金返回料纯净化的重熔利用还没有进行过系统研究，因此开展镍基高温合金返回料的纯净化重熔利用研究，不但具有十分巨大的经济价值，而且有助于实现稀贵金属资源的循环利用。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种镍基高温合金返回料的重熔净化方法，至少部分解决现有技术中存在的镍基高温合金利用率低的问题。

本申请实施例提供一种镍基高温合金返回料的重熔净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备全新镍基高温合金锭，包括：

按照镍基高温母合金锭中所含各元素的质量分数要求准备原材料，所述元素包括镍、铁、碳、硅、锰、铬、铝和钛；

在真空感应熔炼炉的坩埚内依次加入含有碳、锰、铬、镍、铁和硅元素的原材料，装料的密度由上到下逐渐降低，进行抽真空、熔化和精炼；

精炼后停电降温，加入含有铝和钛的原材料，形成钢液后进行浇注，形成全新镍基高温合金锭；

进行化学成分和力学性能检查，抗拉强度需大于43Kg/mm²，断后伸长率需大于5.0％，各元素的含量需满足质量分数要求；

步骤2、制备镍基高温合金返回料合金锭，包括：

镍基高温合金返回料的预处理；

将预处理后的返回料装炉、抽真空、熔化、精炼和浇注，形成镍基高温合金返回料合金锭；

进行化学成分分析；

步骤3、制备含返回料的镍基高温合金锭，包括：

将步骤1制备的全新镍基高温合金锭和步骤2制备的镍基高温合金返回料合金锭装炉进行重熔，全新镍基高温合金锭的重量大于等于镍基高温合金返回料合金锭的重量；

进行抽真空、熔化、精炼和浇注，形成含返回料的镍基高温合金锭；

进行化学成分和力学性能检查，抗拉强度需大于43Kg/mm²，断后伸长率需大于5.0％，各元素的含量需满足质量分数要求。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述各元素的质量分数要求为：铁元素小于等于5％，碳元素为0.09％-0.15％，硅元素为0.4％-1％，锰元素为0.4％-1％，铬元素为18.5％-22％，铝元素为0.25％-4％，钛元素为0.4％-0.6％，剩余为镍元素。