精炼含氮金属合金的工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111655871A(43)申请公布日2020.09.11(21)申请号201880081811.5(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限(22)申请日2018.12.19责任公司11219代理人陈海涛王海川(30)优先权数据17210039.82017.12.22EP(51)Int.Cl.C21D1/76(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C21D1/767(2006.01)2020.06.18H05B7/07(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据C21D1/773(2006.01)PCT/EP2018/0858492018.12.19B22D23/10(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据WO2019/121921EN2019.06.27(71)申请人山特维克知识产权股份有限公司地址瑞典桑德维肯(72)发明人贝蒂尔·瓦尔登权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称精炼含氮金属合金的工艺(57)摘要本发明涉及一种在炉中使用自耗电极的电弧重熔来精炼含氮金属合金的工艺，所述工艺包括如下步骤：提供所述金属合金的自耗电极；提供第二电极；在所述炉内提供受控气氛；在所述自耗电极和所述第二电极之间触发电弧，以熔化所述自耗电极，从而形成熔化的金属合金池；维持所述自耗电极与所述熔化的金属合金池之间的所述电弧；将所述熔化的金属合金输送到模具中，并且铸造精炼的金属合金锭，其中，提供受控气氛包括在1Pa至500Pa的Ar气压下使Ar气流动通过所述炉。CN111655871ACN111655871A权利要求书1/1页1.一种在炉中使用自耗电极的电弧重熔来精炼含氮金属合金的工艺，所述工艺包括如下步骤：-提供所述金属合金的自耗电极；-提供第二电极；-在所述炉内提供受控气氛；-在所述自耗电极和所述第二电极之间触发电弧，以熔化所述自耗电极，从而形成熔化的金属合金池；-维持所述自耗电极与所述熔化的金属合金池之间的所述电弧；-将所述熔化的金属合金输送到模具中，并且铸造精炼的金属合金锭，其中，提供受控气氛包括在1Pa至500Pa的Ar气压下使Ar气流动通过所述炉。2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述Ar气压为2Pa至500Pa。3.根据权利要求1所述的工艺，其中所述Ar气压为1Pa至100Pa，如2Pa至50Pa，如5Pa至50Pa。4.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中控制所述自耗电极和所述熔化的金属合金池之间的电极间隙，使得所述电弧维持稳定且扩散。5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述电极间隙在5mm至15mm的范围内，如7mm至12mm，如8mm至10mm。6.根据权利要求4或5所述的工艺，所述工艺包括通过熔滴短路控制的方式来控制所述电极间隙。7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，所述工艺包括在触发电弧之前形成通过所述炉的稳定的Ar气流。8.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中使Ar气流动通过所述炉包括使Ar气在恒定或大致恒定的Ar气压下连续流动。9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中用于维持所述电弧的平均电弧电压在20V至25V的范围内。10.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述金属合金是不锈钢合金、超合金或高合金化的钢合金。11.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述金属合金具有至少0.001重量百分比(重量％)至0.20重量百分比(重量％)的氮含量，如0.025重量％至0.10重量％的氮含量。2CN111655871A说明书1/4页精炼含氮金属合金的工艺技术领域[0001]本发明涉及一种使用自耗电极的电弧重熔来精炼含氮金属合金的工艺。背景技术[0002]真空电弧重熔(VAR)是一种用于精炼金属合金以获得更好的抗蠕变性和抗疲劳性的工艺。在VAR工艺中，将待精炼的金属合金的自耗电极放置在VAR炉的真空室中，在自耗电极的下方设置第二电极，并且在电极之间触发电弧。由此，自耗电极开始熔化，并且形成了熔化的金属合金池。在自耗电极和熔化的金属合金池之间维持电弧，熔化的金属合金被输送到模具中，并且铸造出了精炼的金属合金锭。US4578795公开了VAR工艺和VAR炉的示例。[0003]特别地，VAR用于精炼如下金属合金，所述金属合金将用于例如航空航天应用中，或石油和天然气产业中，如不锈钢合金、基于铁(Fe)、钴(Co)或镍(Ni)的超合金以及高合金化的钢合金。在VAR工艺中，可以从金属合金中去除非金属夹杂物以及有害元素和挥发性元素。然而，在VAR工艺中，由于VAR炉内的低压，所以对金属合金有有益影响的挥发性元素也可能挥发和损失。例如，金属合金的含氮(N)量通常在VAR工艺期间降低。在很多情况下，不可能的