一种铌锆碳合金铸锭的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114908261A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210553441.9(22)申请日2022.05.20(71)申请人西北有色金属研究院地址710016陕西省西安市未央区未央路96号(72)发明人蔡小梅夏明星刘辉王峰白润郑欣蒋丽娟(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213专利代理师魏法祥(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C27/02(2006.01)B22F3/10(2006.01)C22C1/05(2006.01)B22F1/12(2022.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种铌锆碳合金铸锭的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，包括以下步骤：一、将铌粉、锆粉、碳化铌粉进行混合；二、将混合粉末在真空烧结炉中进行烧结；三、将烧结条进行捆绑，然后进行焊接；四、进行第一次真空电子束熔炼；五、进行第二次真空电子束熔炼；六、将二次合金铸锭经扒皮至表面无肉眼可见缺陷，得到成品铌锆碳合金铸锭。本发明通过将铌粉、锆粉、碳化铌粉混合后进行烧结形成烧结条，不仅降低了制备合金的原料成本，而且使得制备的铸锭成分均匀性好，脱除原料中带有的氧，减少了熔炼次数，采用低成本的原料，解决了合金原料贵，成分分布不均的问题，极大降低了原料的成本，有效提高了成分的均匀性，制备出的铸锭成本较低，均质性好。CN114908261ACN114908261A权利要求书1/1页1.一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将铌粉、锆粉、碳化铌粉进行混合，得到混合粉末；步骤二、将步骤一中得到的混合粉末在真空烧结炉中进行烧结，得到烧结条；步骤三、将步骤二中得到的烧结条进行捆绑，然后进行焊接，得到熔炼电极；步骤四、将步骤三中得到的熔炼电极采用控制电极熔化功率的方式进行第一次真空电子束熔炼，得到一次合金铸锭；步骤五、将步骤四中得到的一次合金铸锭采用控制电极熔化功率的方式进行第二次真空电子束熔炼，得到二次合金铸锭；步骤六、将步骤五中得到的二次合金铸锭经扒皮至表面无肉眼可见缺陷，得到成品铌锆碳合金铸锭。2.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铌粉为FNb‑1粉，所述锆粉为ZrH2粉，所述碳化铌粉的颗粒粒度小于1.5μm，所述混合为在离心机中进行混粉24h以上。3.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤一中所述混合粉末由以下质量百分数的成分组成：1％～5％Zr、0.1％～1％C和余量Nb。4.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤二中所述烧结过程中，烧结温度为1995℃～2005℃，保温时间为5h～8h，烧结结束后加入氩气冷却，出炉温度为200℃以下。5.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤三中所述焊接为采用氩弧焊接或在真空焊箱内进行焊接。6.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第一次电子束熔炼中，真空电子束熔炼炉的真空度低于5×10‑2Pa，漏气率低于0.133Pa/min。7.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第一次电子束熔炼中，熔炼功率为90kW～100kW。8.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第二次电子束熔炼中，真空电子束熔炼炉的真空度低于5×10‑2Pa，漏气率低于0.133Pa/min。9.根据权利要求1所述的一种铌锆碳合金铸锭的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第二次电子束熔炼中，熔炼功率为100kW～110kW。2CN114908261A说明书1/4页一种铌锆碳合金铸锭的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种铌锆碳合金铸锭的制备方法。背景技术[0002]随着工业的飞速发展和人们生活水平的极大提高，民用和商业用电从千瓦级到兆瓦级数量发展，传统的发电模式不仅难以满足日益增长的用电量，而且也给人们的生活环境带来极大的污染。核电的发展不仅能解决当下能源不足的问题，而且核反应堆发电不会往空气中排放二氧化碳或诸如氮氧化物以及烟雾造成的硫化物等污染物，减少温室效应气体。目前，我国核电厂主要依靠压水堆反应堆发电，堆的运行温度在350℃左右，热效率只有33％左右，随着新一代核电站的堆运行温度有望在800℃以上进行，热效率将高达40％以上，可有效提高资源利用率。铌锆合金具有中子吸收截面小、抗腐蚀性能好，高温强度高，可加工性好等特点，可用作原子能反应堆的结构材料和核燃料的包壳材料。[0003]铌锆合金铸锭一般采用将铌粉烧结成条后经