多孔高温合金材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747603A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211454213.2C22C38/54(2006.01)(22)申请日2022.11.21C22C1/08(2006.01)C22C19/05(2006.01)(71)申请人北京航空材料研究院股份有限公司地址100094北京市海淀区永翔北路5号(72)发明人于昂李鑫旭孟宇张华霞刘茜珂姜华吴柯汉(74)专利代理机构北京知汇林知识产权代理事务所(普通合伙)11794专利代理师董涛(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/50(2006.01)C22C38/52(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称多孔高温合金材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种多孔高温合金材料及其制备方法，该材料由高温合金铸锭与发泡剂A和发泡剂B进行发泡熔炼制得，发泡剂A和发泡剂B的添加量分别为高温合金铸锭质量的0.05‑0.10倍和0.001‑0.005倍。该制备方法包括以下步骤：根据目标配比将各合金元素料放入真空感应炉中进行真空熔炼，得到高温合金铸锭；根据目标配比配制发泡剂A和发泡剂B；将高温合金铸锭、发泡剂A和发泡剂B放入电渣重熔炉中进行发泡熔炼，得到多孔高温合金铸锭；将多孔高温合金铸锭进行充分冷却，得到多孔高温合金材料。本发明借助冶金工艺直接制备多孔金属材料，无需经过先制备粉体、再制备多孔材料的复杂过程，所制备的多孔高温合金材料在同一横截面上的孔隙大小均匀。CN115747603ACN115747603A权利要求书1/2页1.一种多孔高温合金材料，由高温合金铸锭与发泡剂进行发泡熔炼制得，其特征在于：所述发泡剂包括发泡剂A和发泡剂B，所述发泡剂A的添加量为所述高温合金铸锭质量的0.05‑0.10倍，所述发泡剂B的添加量为所述高温合金铸锭质量的0.001‑0.005倍。2.根据权利要求1所述的多孔高温合金材料，其特征在于：所述高温合金铸锭中各合金元素料的质量百分比为，镍30‑70％、铬10‑25％、钴0‑15％、铁0‑60％、钼0‑8％、钨0‑8％、铝0‑6％、钛0‑6％、硼0‑0.02％、锆0‑0.2％。3.根据权利要求2所述的多孔高温合金材料，其特征在于：所述发泡剂A中各物质占所述发泡剂A的质量百分比为，氟化钙35‑55％、氧化钙15‑35％、三氧化二铝10‑25％、氧化镁0‑10％、碳酸钙2‑10％。4.根据权利要求3所述的多孔高温合金材料，其特征在于：所述发泡剂B中各物质占所述发泡剂B的质量百分比为，铝粒30‑60％、碳酸钙40‑70％。5.根据权利要求1所述的多孔高温合金材料，其特征在于：所述高温合金材料为不锈钢、纯镍、镍基高温合金和钴基高温合金中的任一种。6.一种多孔高温合金材料的制备方法，用于制备权利要求1‑5中任一项所述的多孔高温合金材料，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：根据目标配比将各合金元素料放入真空感应炉中进行真空熔炼，得到母合金铸锭；将母合金铸锭进行表面处理和头部尾部加工，得到表面光洁、头尾平整的高温合金铸锭；步骤二：根据目标配比将发泡剂A中的各物质进行称重并混合均匀，得到发泡剂A；根据目标配比将发泡剂B中的各物质进行称重并混合均匀，得到发泡剂B；步骤三：将高温合金铸锭、发泡剂A和发泡剂B放入电渣重熔炉中进行发泡熔炼，得到多孔高温合金铸锭；步骤四：将多孔高温合金铸锭进行充分冷却，得到多孔高温合金材料。7.根据权利要求6所述的多孔高温合金材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，真空熔炼工艺为，先将真空感应炉内抽真空至50Pa以下，再升温熔化合金元素料至合金液相线温度1250‑1450℃，然后以10‑20℃/min的升温速率在合金液相线温度的基础上继续升高180℃，保温30‑60min，最后将合金液浇注到模具中，保持真空低于50Pa，冷却20‑30min，破除真空空冷。8.根据权利要求7所述的多孔高温合金材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，发泡熔炼工艺为，将高温合金铸锭放入电渣重熔炉内，将发泡剂A和发泡剂B分别装入电渣重熔炉内的不同加料器中；合炉充入氩气，氩气流量为10‑50L/min，连续充入15‑30min后，开启冷却循环系统；采用低电压方式启动电渣重熔炉，启动电压为18‑24V，持续2‑4min；随后升高电压至34‑38V，增大输入功率，控制高温合金铸锭的熔化速率为5‑8kg/min，同时开启装有发泡剂A的加料器，以2‑4kg/min的速率添加发泡剂A；待发泡剂A加入完毕后，控制高温合金铸锭的熔化速率为3‑5kg/min，同时开启装有发泡剂B的加料器，以0