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专利号: 2021106386975
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:通过在电渣重熔用渣料中添加1.0wt.%~30.0wt.%的稀土氧化物将稀土元素加入高温合金中。

2.根据权利要求1所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:所述方法具体包括以下步骤:

步骤1,原材料预处理:

先将金属原材料在5vol.%盐酸水溶液中进行预处理20~30min,去除金属原材料的表面氧化物;然后将金属原材料放在无水乙醇中进行超声处理10~20min;所述金属原材料包括块状纯镍、纯铬、纯钴、纯钨、纯钼、纯铁、纯铌、纯铝、纯钛、纯锆;

步骤2,真空感应熔炼:

21、按比例称取步骤1中表面预处理后的各种金属原材料和非金属原材料,先将称取的与氧、氮亲和力较低的纯镍、纯铬、纯钴、纯钨、纯钼、纯铁金属块放入真空感应熔炼的坩埚‑1 ‑3

中,抽真空至5×10 Pa~5×10 Pa,进行真空熔炼;所述非金属原材料包括高纯石墨和硼;

22、待熔体熔清后加入高纯石墨,精炼15~30min;

23、加入与氧、氮亲和力较强的易形成强氮化物和氧化物的纯铌、纯铝、纯钛,加热至所加物料完全熔化;

24、加入易烧损、易挥发的硼和纯锆,同时进行搅拌,直至合金液再次完全熔化后浇注到钢模中,得到高温合金电极;

步骤3,电渣重熔:

31、将步骤2得到的高温合金电极的外圆面和端面进行机械加工去掉氧化层,准备作为自耗电极;

32、用质量比为0.9:1~1.1:1的CaF2与TiO2制备引弧剂;

33、对所需渣料进行预熔处理,机械粉碎后筛分,烘烤,然后铺在结晶器底部;

34、将31步骤中准备好的自耗电极以及32步骤中制备的引弧剂放入结晶器中,结晶器内通入惰性气气体或者抽真空,化渣起弧开始熔炼;

步骤4,化渣起弧熔炼后得到的铸锭即为制得的含稀土高温合金。

3.根据权利要求2所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:所述金属原材料和所述非金属原材料的纯度均大于99.9%。

4.根据权利要求2所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤2中,所述坩埚的材质为氧化铝、氧化镁或氧化镁‑氧化铝。

5.根据权利要求2所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤3中,所述渣料的配比为10~30wt.%CaO、0~30wt.%Al2O3、0~20wt.%TiO2、0~

15wt.%MgO、1~30wt.%RExOy、余量为CaF2以及一些不可避免的杂质。

6.根据权利要求5所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:所述RExOy为CeO2、Ce2O3、La2O3、Y2O3中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤3中,渣料进行预熔处理为将各种渣系原料进行配比和混合均匀,然后在1300~

1700℃之间进行熔化,时间为10~30min,确保液态渣料的均匀与澄清,然后倒入金属模具内进行冷却。

8.根据权利要求2所述的一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤3中,筛分粒度为1~15mm;烘烤温度为600~800℃,烘烤时间至少8h。

9.根据权利要求2所述一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤3中,每炉渣料重量为自耗电极重量的3~5wt.%。

10.根据权利要求2所述一种采用稀土氧化物生产含稀土高温合金的方法,其特征在于:步骤3中,化渣起弧的弧电流为800~1500A,正常冶炼电流为2000~3000A,电压35~

45V。