[发明专利]一种富含活性元素的镍基高温合金的纯净化冶炼工艺

权利要求书

1.一种富含活性元素的镍基高温合金的纯净化冶炼工艺，其特征在于：所述活性元素为Cr、Al和Ti元素，所述富含活性元素的镍基高温合金是指合金中Cr、Al和Ti元素的总含量大于15wt.％；该工艺具体包括如下步骤：

(1)确定待熔炼母合金的化学成分；

(2)制备含有活性元素的中间合金锭：按重量百分比计，所述中间合金锭的化学成分为：Cr 10～50％，Ti 5～30％，Al 0～1.0％，C 0.01～0.05％，Y 0.001～0.01％，A 0～5％，Ni为余量；所述A是指微量元素；

(3)切取中间合金锭，利用中间合金锭熔炼母合金；中间合金的切取原则为：母合金冶炼期间不添加Cr或Ti元素的单质原料；

步骤(2)中，所述中间合金锭中的微量元素为V、B、Zr和Hf中的一种或几种；

步骤(2)中，所述中间合金锭的制备包括如下步骤(a)-(e)：

(a)按照中间合金锭化学成分准备各元素单质原料；

(b)将Ni、Cr、C单质原料放入坩埚中，其中：Cr单质原料放在坩埚中部，被Ni单质原料包围；C单质原料放在坩埚底部，各原料加入坩埚前预先加工成φ1mm以下的颗粒；

(c)在真空感应炉中将坩埚内的Ni、Cr和C原料熔化，冶炼期间保证炉内真空度低于10^-2Pa，待熔体表面稳定后，进行高温精炼；

(d)高温精炼后自然降温，待熔体温度降至液相线温度时，依次向熔体中加入微量元素、Y、Al和Ti单质原料，然后将熔体温度提高至高于液相线30～50℃，保温1～5mim后降温，最后进行低温精炼及浇铸；

(e)待中间合金锭冷却后，切去冒口或去除一次缩孔部分，将表面打磨光亮后得到中间合金锭，备用；

步骤(3)中，使用中间合金锭冶炼母合金的过程包括以下步骤(A)-(D)：

(A)根据母合金的化学成分和要熔炼母合金的重量切取适当中间合金块，切取原则为母合金冶炼期间不添加Cr或Ti元素单质原料；

(B)补全母合金中其他元素的单质原料；

(C)将除Al以外的其他单质原料和中间合金块一起装入坩埚，坩埚中炉料由下至上顺序为：镍—中间合金块—步骤(B)中补入的其他单质原料—镍；

(D)根据冶炼工艺对母合金进行冶炼，并浇铸成母合金锭，得到产品母合金。

2.根据权利要求1所述的富含活性元素的镍基高温合金的纯净化冶炼工艺，其特征在于：冶炼中间合金锭及采用中间合金锭冶炼母合金时，选取高温精炼温度通常高于液相线80～100℃，低温精炼及浇铸温度高于液相线温度10～30℃。

3.根据权利要求1所述的富含活性元素的镍基高温合金的纯净化冶炼工艺，其特征在于：冶炼中间合金锭及采用中间合金锭冶炼母合金时，高温精炼时间t与投炉料质量m的关系为：投炉料质量小于10kg，精炼时间4-5min；投炉料质量大于10kg且小于25kg时，精炼时间6-7min；投炉料质量大于25kg且小于50kg时，精炼时间9-10min；投炉料质量大于50kg且小于200kg时，精炼时间15-20min。