一種鎳合金液的熔煉除氣方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金領域，特別涉及一種鎳合金液的熔煉除氣方法。該鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟：步驟1.在熔煉爐底部先加入碎玻璃再加入純鎳板，給熔煉爐通電，所述純鎳板熔化后包裹所述碎玻璃，并使其熔融為液態(tài)玻璃；步驟2.在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，所述鎳合金鋼材不斷熔融至完全后，在熔煉爐頂部撒上沙子，熔融態(tài)的玻璃重新粘結成塊，將成塊的玻璃拔除；步驟3.在熔煉爐頂部加干燥的多孔竹炭，并加熱；步驟4.等待熔煉爐中無氣泡冒出時，進行澆注。本發(fā)明提供了一種可以不用真空設備也能將鎳合金液中的氣體去除的熔煉除氣方法，不僅工藝成本低廉，而且除氣效果好，制成的材料中的孔隙率低。
【專利說明】一種鎳合金液的熔煉除氣方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領域，特別涉及一種鎳合金液的熔煉除氣方法。
【背景技術】
[0002]鑄造純鎳鑄件時易產生氣孔缺陷，一般做法是將在真空環(huán)境下進行熔煉。
[0003]電解鎳中本身含氫量較高，再加上純鎳在1600°C以上時氣體溶解度很高，而因獨立系統(tǒng)內的熵值永遠是呈單調增大的，所以系統(tǒng)內氣體分壓理論上也將趨于平衡。在大氣壓力下，熔煉鋼液中的氣體由少單獨遞增，所以在大氣熔煉環(huán)境下，鋼液中的氣體隨著熔煉時間的延長將不斷增加，直到鋼液內氣體分壓達到IMPa時停止，這時的氣體含量就是鋼液的氣體溶解度。而當環(huán)境氣體分壓降低時，鋼液內氣體溶解度呈下降趨勢，若環(huán)境氣體分壓為零時，鋼液內氣體將無限趨近于零，這就是真空除氣的原理
[0004]但是在真空熔煉時，需要大量的投資來購買真空熔煉設備，一臺真空熔煉爐耗資往往數(shù)百萬元以上，對一般性中小企業(yè)來說往往力不從心。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可以不用真空設備也能將鎳合金液中的氣體去除的熔煉除氣方法，不僅工藝成本低廉，而且除氣效果好，制成的材料中的孔隙率低。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟:
[0007]步驟1.在熔煉爐底部先加入碎玻璃再加入純鎳板，給熔煉爐通電，所述純鎳板熔化后包裹所述碎玻璃，并使其熔融為液態(tài)玻璃；
[0008]優(yōu)選地，所述碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3 %。通電熔化時的溫度優(yōu)選為 14530C -1550°Co
[0009]給熔煉爐通電之后，純鎳板先熔化，之后將碎玻璃包圍并使碎玻璃熔融，此時，因為鎳的密度為8.9X 103g/m3。玻璃的密度為2.4X 103kg/m3，所以，鎳液會沉入熔煉爐底部，熔融態(tài)的玻璃處在上方，熔融態(tài)玻璃將鎳液與空氣隔絕，而熔融態(tài)的玻璃的上平面因為裸露在空氣中降溫呈半固體，下平面與鎳液接觸仍為液態(tài)。
[0010]步驟2.在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，所述鎳合金鋼材不斷熔融至完全后，在熔煉爐頂部撒上沙子，液態(tài)玻璃重新粘結成塊，將成塊的玻璃拔除；
[0011]在熔煉爐內不斷加入鎳合金鋼材，經過爐體加熱后熔化成鋼液。至鎳合金鋼材完全熔化成鋼液后，熔煉爐內撒上一層2-3cm厚的沙子，此時玻璃粘接成塊，之后用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外。
[0012]步驟3.在熔煉爐頂部加干燥的多孔竹炭，并加熱；
[0013]所述加熱的溫度控制在1620°C -1700°C。
[0014]此時，在熔煉爐內的頂部均勻撒上多孔竹炭粉末，也就是撒在鎳液表面，此時液面會產生大量氣泡，這些氣泡就是一氧化碳氣泡裹挾的氫氣。此外，竹炭會與空氣中的氣體反應，使爐頂局部產生弱負氧區(qū)域，此時加熱溫度在1620-1700度，鎳液本身不反應，而是鎳液內的氧氣與竹炭發(fā)生不完全反應產生一氧化碳，一氧化碳比重小而上浮，此時鎳液內的其它氣體如氫氣，因一氧化碳氣泡內氣體分壓不同而從鎳液中析出并進入一氧化碳氣泡，并隨一氧化碳氣泡一起上浮并離開鎳液，宏觀上來看就是鎳液表面產生類似水開一樣的沸騰。
[0015]步驟4.等待熔煉爐中無氣泡冒出時，在1580°C以下進行澆注。
[0016]所述澆注的溫度優(yōu)選控制在1400°C -1520°C。
[0017]通過以上措施，可優(yōu)先脫出鎳液內的氫氣、氧氣，使鑄件致密大幅度減少氣孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的一種鎳合金液的熔煉除氣方法制成的鎳合金鋼的切面圖；
[0019]圖2為本傳統(tǒng)方法制成的鎳合金鋼的切面圖。
【具體實施方式】
[0020]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0021]一種鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟:
[0022]步驟1.在熔煉爐底部先加入碎玻璃再加入純鎳板，給熔煉爐通電，所述純鎳板熔化后包裹所述碎玻璃，并使其熔融為液態(tài)玻璃；
[0023]優(yōu)選地，所述碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3 %。通電熔化時的溫度優(yōu)選為 14530C -1550°Co
[0024]給熔煉爐通電之后，純鎳板先熔化，之后將碎玻璃包圍并使碎玻璃熔融，此時，因為鎳的密度為8.9X 103g/m3。玻璃的密度為2.4X 103kg/m3，所以，鎳液會沉入熔煉爐底部，熔融態(tài)的玻璃處在上方，熔融態(tài)玻璃將鎳液與空氣隔絕，而熔融態(tài)的玻璃的上平面因為裸露在空氣中降溫呈半固體，下平面與鎳液接觸仍為液態(tài)。
[0025]步驟2.在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，所述鎳合金鋼材不斷熔融至完全后，在熔煉爐頂部撒上沙子，液態(tài)玻璃重新粘結成塊，將成塊的玻璃拔除；
[0026]在熔煉爐內不斷加入鎳合金鋼材，經過爐體加熱后熔化成鋼液。至鎳合金鋼材完全熔化成鋼液后，熔煉爐內撒上一層2-3cm厚的沙子，此時玻璃粘接成塊，之后用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外。
[0027]步驟3.在熔煉爐頂部加干燥的多孔竹炭，并加熱；
[0028]所述加熱的溫度控制在1620°C -1700°C。
[0029]此時，在熔煉爐內的頂部均勻撒上多孔竹炭粉末，也就是撒在鎳液表面，此時液面會產生大量氣泡，這些氣泡就是一氧化碳氣泡裹挾的氫氣。此外，竹炭會與空氣中的氣體反應，使爐頂局部產生弱負氧區(qū)域，此時加熱溫度在1620-1700度，鎳液本身不反應，而是鎳液內的氧氣與竹炭發(fā)生不完全反應產生一氧化碳，一氧化碳比重小而上浮，此時鎳液內的其它氣體如氫氣，因一氧化碳氣泡內氣體分壓不同而從鎳液中析出并進入一氧化碳氣泡，并隨一氧化碳氣泡一起上浮并離開鎳液，宏觀上來看就是鎳液表面產生類似水開一樣的沸騰。
[0030]步驟4.等待熔煉爐中無氣泡冒出時，在1580°C以下進行澆注。[0031]所述澆注的溫度優(yōu)選控制在1400°C -1520°C。
[0032]通過以上措施，可優(yōu)先脫出鎳液內的氫氣、氧氣，使鑄件致密大幅度減少氣孔。
[0033]實施例1:
[0034]一種鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟:
[0035]在熔煉爐底部加入碎玻璃后再加入純鎳板，碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3%。加完之后給熔煉爐通電使熔煉爐的溫度達到1453°C _1460°C，純鎳板熔化為鎳液，并將碎玻璃包圍，此時碎玻璃會被熔融為液態(tài)，此時又因為熔融態(tài)玻璃的密度小于鎳液的密度，所以，鎳液會沉入熔煉爐底部，此時因為熔融態(tài)玻璃處在上方，將鎳液與空氣隔絕。而熔融態(tài)玻璃的上平面因為裸露在空氣中呈半固體，下平面與鎳液接觸為液態(tài)。
[0036]當融化后鎳液的高度達到熔煉爐高度的95%時，在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，熔后的鋼液將熔煉爐充滿后，在表面撒上2.5cm厚的沙子，其中熔融狀態(tài)的玻璃會重新粘結成塊，使用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外，將成塊的玻璃拔除；
[0037]此時，在熔煉爐頂部再加干燥的多孔竹炭，并繼續(xù)加熱升溫至1650°C V，熔煉爐內會有大量的氣泡冒出，待熔煉爐中無氣泡冒出時，在1450°C進行澆注。
[0038]實施例2:
[0039]一種鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟:
[0040]在熔煉爐底部加入碎玻璃后再加入純鎳板，碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3%。加完之后給熔煉爐通電使熔煉爐的溫度達到1460°C _1470°C，純鎳板熔化為鎳液，并將碎玻璃包圍，此時碎玻璃會被熔融為液態(tài)，此時又因為熔融態(tài)玻璃的密度小于鎳液的密度，所以，鎳液會沉入熔煉爐底部，此時因為熔融態(tài)玻璃處在上方，將鎳液與空氣隔絕。而熔融態(tài)玻璃的上平面因為裸露在空氣中呈半固體，下平面與鎳液接觸為液態(tài)。
[0041]當融化后鎳液的高度達到熔煉爐高度的95%時，在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，熔后的鋼液將熔煉爐充滿后，在表面撒上2cm厚的沙子，其中熔融狀態(tài)的玻璃會重新粘結成塊，使用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外，將成塊的玻璃拔除；
[0042]此時，在熔煉爐頂部再加干燥的多孔竹炭，并繼續(xù)加熱升溫至1620°C V，熔煉爐內會有大量的氣泡冒出，待熔煉爐中無氣泡冒出時，在1480°C進行澆注。
[0043]實施例3:
[0044]一種鎳合金液的熔煉除氣方法，包括以下制備步驟:
[0045]在熔煉爐底部加入碎玻璃后再加入純鎳板，碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3%。加完之后給熔煉爐通電使熔煉爐的溫度達到1470°C _1480°C，純鎳板熔化為鎳液，并將碎玻璃包圍，此時碎玻璃會被熔融為液態(tài)，此時又因為熔融態(tài)玻璃的密度小于鎳液的密度，所以，鎳液會沉入熔煉爐底部，此時因為熔融態(tài)玻璃處在上方，將鎳液與空氣隔絕。而熔融態(tài)玻璃的上平面因為裸露在空氣中呈半固體，下平面與鎳液接觸為液態(tài)。
[0046]當融化后鎳液的高度達到熔煉爐高度的95%時，在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，熔后的鋼液將熔煉爐充滿后，在表面撒上3cm厚的沙子，其中熔融狀態(tài)的玻璃會重新粘結成塊，使用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外，將成塊的玻璃拔除；
[0047]此時，在熔煉爐頂部再加干燥的多孔竹炭，并繼續(xù)加熱升溫至1700°C，熔煉爐內會有大量的氣泡冒出，待熔煉爐中無氣泡冒出時，在1500°C進行澆注。
[0048]通過本發(fā)明所提供的方法，能夠將鎳合金鋼液中98%以上的氣體除掉，制成的鎳合金鋼孔隙率低，空隙小，致密性高。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改 進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于，包括以下制備步驟: 步驟1.在熔煉爐底部先加入碎玻璃再加入純鎳板，給熔煉爐通電，所述純鎳板熔化后包裹所述碎玻璃，并使其熔融為液態(tài)玻璃； 步驟2.在熔煉爐內加入鎳合金鋼材，所述鎳合金鋼材不斷熔融至完全后，在熔煉爐頂部撒上沙子，熔融態(tài)的玻璃重新粘結成塊，將成塊的玻璃拔除； 步驟3.在熔煉爐頂部加干燥的多孔竹炭，并加熱； 步驟4.等待熔煉爐中無氣泡冒出時，進行澆注。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟I中，所述碎玻璃的加入量為所述純鎳板總重量的3%。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟I中，通電后，所述熔煉爐的溫度上伸至1453°C -1550°C。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟2中，所述沙子的厚度為2-3cm。
5.根據(jù)權利要求 4所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟2中，拔除所述成塊的玻璃時，具體包括: 用鐵棍撬動所述成塊的玻璃至熔煉爐外。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟3中，所述加熱的溫度控制在1620°C -1700°C。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟4中，所述澆注的溫度控制在1580°C以下。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種鎳合金液的熔煉除氣方法，其特征在于: 步驟4中，所述澆注的溫度控制在1400°C -1520°C。
【文檔編號】C22C1/02GK104018015SQ201410263862
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李偉, 周凱文, 曾光前, 吳枝峰 申請人:四川法拉特不銹鋼鑄造有限公司