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申请/专利权人：中国科学院金属研究所

摘要：本发明属于高温合金纯净化冶炼领域，具体涉及一种用于高温合金夹杂物去除的控制方法。该方法包括净化元素的添加量及添加工艺和底吹氩工艺参数设计，通过经验公式及合金成分计算活性元素Ca等净化元素的设计添加量，并在生产工艺步骤中加入，同时根据经验公式及冶炼相关参数计算底吹氩工艺参数。通过控制活性元素添加量，在保证活性元素残余量满足母合金标准要求的同时，对钢液中微小夹杂物进行改性，形成大尺寸低密度夹杂，从而加快夹杂物上浮速度。同时配合底吹氩工艺，使钢液中夹杂物更快上浮并与坩埚接触，达到与钢液分离的目的，能够有效降低母合金二次重熔浮渣百分比，提高合金的纯净度，有助于后续铸件合格率的提高。

主权项：1.一种用于高温合金夹杂物去除的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：第一步、根据式1-7设计所需添加的活性元素数量，用Ni箔或Al箔包裹备用；对于钢液中细小非金属夹杂物，根据雷诺数的大小，将夹杂物的阻力系数与雷诺数的关系分为斯托克斯定律区、过渡区、牛顿定律区，在不同区域内非金属夹杂物的极限上浮速率满足式1-3要求：1斯托克斯定律区，雷诺数Re＜1 2过渡区，1＜Re＜500 3牛顿定律区，500＜Re＜2×105 雷诺数公式：式中，v—夹杂物的极限上浮速度，ms；ρf—钢液密度，kgm3；ρk—夹杂物密度，kgm3；g—重力加速度，ms2；μ—钢液的动力粘度，kgm·s；d—夹杂物的当量直径，m；首先计算合金原料的供氧、供硫量，计算公式如下： 式中，cOS为合金原材料总供氧、供硫量，wt％；ciOS为第i种原材料中OS含量，wt％；Ci为第i种原材料在合金中的设计含量，wt％；活性元素在高温精炼后降温至低温精炼温度附近添加，其添加量按式6计算得出：cH＝maxacO,bcs6式中，cH为活性元素加入量，wt％；cO合金原材料中总供氧量，wt％；cS为合金原材料中总供硫量，wt％；a、b为系数，根据选用的活性元素形成的稳定氧化物和硫化物中的元素质量比进行确定；若合金设计成分中含有稀土元素，则根据稀土元素添加量减少活性元素的加入量； 式中，cRE为合金稀土元素加入量，wt％；e为经验系数，取5～10；第二步、合金经高温精炼后，待熔体温度降至高于低温精炼温度10～20℃时，分批加入合金小料，液面稳定后静置0.5～5min；继续降温至高于低温精炼点0℃～10℃时，加入活性元素；第三步、待液面稳定后，关闭真空泵组，向炉内充入高纯氩气至0.2MPa～0.4MPa，随后开启底吹氩系统，在合金低温精炼过程中，通过底吹氩的方式搅拌熔池，在钢液中形成中间钢液上浮，熔池边缘钢液下沉的循环，提高钢液中夹杂物上浮速率，并在与坩埚接触时吸附在坩埚表面，使钢液纯净化；第四步、关闭底吹氩系统，开启真空泵组，将炉内真空度抽至气压为50Pa以内，将温度调整至浇注温度后进行浇注。

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