阅读说明：本技术 一种中间合金及其制备方法 (Intermediate alloy and preparation method thereof ) 是由 王晓蓉 贾明 陈道华 马步洋 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种中间合金及其制备方法,属于合金技术领域。所述的合金各组分的成分范围为：Mg:4-6％,C:<0.07％Max；Si:<0.2％Max；Co:<0.08％Max；Fe:<0.1％max；Ni:余量本发明还公开了NiMg5中间合金材料的制备方法。本发明公开的NiMg5中间合金产品,熔点1250-1350℃,MiMg5合金加入高温合金中可以降低高温合金中的氧含量。可以用用在航空发动机用高纯高温合金,燃气轮机涡轮用高温合金等。添加NiMg5中间合金可以提高高温合金的各项性能指标。本发明适用的熔炼方法采用两部中频感应熔炼方法,第一步先熔炼成NiMg20合金,第二步,利用NiMg20合金和镍原料,熔炼成NiMg5合金。该方法熔炼的NiMg5合金,Mg含量控制均匀,偏析小,镁烧损少,回收率高,氧氮含量低。(The invention relates to an intermediate alloy and a preparation method thereof, belonging to the technical field of alloys. The alloy comprises the following components in percentage by weight: 4 to 6 percent of Mg, and C is <0.07 percent of Max; si < 0.2% Max; co < 0.08% Max; fe < 0.1% max; the invention also discloses a preparation method of the NiMg5 intermediate alloy material. The NiMg5 intermediate alloy product disclosed by the invention has the melting point of 1250-. Can be used for high-purity high-temperature alloy for aeroengines, high-temperature alloy for gas turbine turbines and the like. The addition of the NiMg5 intermediate alloy can improve various performance indexes of the high-temperature alloy. The invention adopts a two-part medium frequency induction smelting method, wherein the first step is to smelt NiMg20 alloy, and the second step is to smelt NiMg5 alloy by using NiMg20 alloy and nickel raw materials. The NiMg5 alloy smelted by the method has the advantages of uniform Mg content control, small segregation, less magnesium burning loss, high recovery rate and low oxygen and nitrogen content.)

一种中间合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种中间合金及其制备方法，属于合金技术领域。

背景技术

镍镁合金是金属镍和金属镁通过高温熔炼手段得到的中间合金(二元合金)，镁含量为15-50％。对于镍镁合金，由于镍的熔点1452℃，镁的熔点650℃，且金属镁还具有蒸汽压高，不感应等特点，实际生产难度大，冶炼时容易引起火灾、烟雾甚至***，镁收率极低，生产中采用真空熔炼，成分偏析大。一般用中频高温炉也能生产，目前的产品有NiMg15.但烟尘较大。传统的NiMg15-20合金在高温合金添加过程中的使用效率较低，挥发多。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种中间合金及其制备方法，提高NiMg合金的使用效率。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种中间合金，含有以下质量百分比的组分Mg:4-6％，C:<0.07％；Si:<0.2％；Co:<0.08％；Fe:<0.1％；Ni:余量。为了提高NiMg合金的使用效率以及减少其挥发，本发明设计了NiMg5中间合金，取代现有NiMg15-20中间合金。

由于NiMg5合金Mg含量比较低，成分的均匀性不易控制，采用传统的一步法熔炼效果不佳，回收率低，且镁含量不能均匀控制，然而MiMg5合金加入高温合金中可以降低高温合金中的氧含量，因此，本发明进一步提供上述NiMg5合金的制备方法，包括以下步骤：

第一步、采用镍板和镁锭熔炼NiMg20合金，熔炼功率为100-120千瓦，熔炼时间为30-40分钟，得到NiMg20合金；

第二步、将所述NiMg20合金进行表面精整处理后破碎成100mm以下的合金块,备用；

第三步、将所述NiMg20合金和镍板在中频感应炉内熔炼制得NiMg5合金。

上述方法还包括第四步，将所得NiMg5合金进行精整，剪切粒度为5-50mm。

所述第一步中NiMg20合金中Mg的含量为18％-22％。

所述第一步中，Ni:Mg＝4:1,熔炼和冷却过程均采用氩气保护，尽可能减少与空气反应，可以实现NiMg5合金氧氮含量低，均可以达到小于150ppm。。

所述第三步中，NiMg20：Ni＝3:(1-2),熔炼功率为100-120千瓦，熔炼时间为30-50分钟。

熔炼所用坩埚为刚玉莫来石坩埚。

控制浇铸后合金锭的厚度为20-50mm，不仅减小了比重偏析，也方便后续破碎工作。

上述熔炼方法采用两部中频感应熔炼方法，第一步先熔炼成NiMg20合金，第二步，利用NiMg20合金和镍原料，熔炼成NiMg5合金。该方法熔炼的NiMg5合金，Mg含量控制均匀，偏析小，镁烧损少，回收率高，氧氮含量低。

本发明的NiMg5中间合金各种杂质含量低，纯度高，适合高品质高温合金中添加应用。本发明采用两步法熔炼，相比一步法熔炼能稳定控制NiMg5合金的镁的烧损量，产品中镁含量均匀，同意炉次不同取样点的镁含量偏差可以控制在0.3％以内，并且不同炉次的之间的镁的差别也可以控制在0.3％以内，产品稳定性好。其有益效果是：作为航空发动机用高纯高温合金，燃气轮机涡轮用高温合金等。并且添加NiMg5中间合金可以提高高温合金的各项性能指标。

具体实施方式

实施例1

NiMg5中间合金材料的质量百分比如下：Mg:5-6％，C:<0.07％Max；Si:<0.2％Max；Co:<0.08％Max；Fe:<0.1％max；O:<150ppm,N:<150ppm。Ni:余量。

第一步熔炼NiMg20设计值为Ni80％，Mg20％。按照Ni:Mg＝4:1配料。

将镍板，镁锭在中频感应炉内氩气保护下合金化熔炼，控制熔炼功率在100-120KW，得到NiMg20合金的成分为Ni：81.25％，Mg18.11％。将合金破碎到100mm以下。

第二步熔炼，将NiMg20和镍板按照Ni：NiMg20＝3：1进行配料。

将镍板，NiMg20合金在中频感应炉中氩气保护下合金化，控制熔炼功率为100-110kW。氩气保护熔炼和冷却。

对得到的NiMg5合金的化学成分进行检测，见表1：

表1

Ni

Mg

C

Si

Co

Fe

O

N

样品1

95.12％

4.44％

0.025％

0.012％

0.050％

0.005

<0.001

0.0109

样品2

95.05％

4.31％

0.021％

0.013％

0.048％

0.005

<0.001

0.0085

样品3

95.08％

4.35％

0.021％

0.012％

0.044％

0.005

<0.001

0.0105

最后将合金进行表面清理，并用剪切机剪切到10-50mm。

从上表可以看出同一炉批不同取样点的化学成分偏差很小，成分均匀，且杂质含量很低。

实施例2

NiMg5中间合金材料的质量百分比如下：Mg:5-6％％，C:<0.07％Max；Si:<0.2％Max；Co:<0.08％Max；Fe:<0.1％max；O:<150ppm,N:<150ppm。Ni:余量。

第一步熔炼NiMg20设计值为Ni80％，Mg20％。按照Ni:Mg＝4:1配料。

将镍板，镁锭在中频感应炉内氩气保护下合金化熔炼，控制熔炼功率在100-120KW，得到NiMg20合金的成分为Ni：81.25％，Mg18.11％。将合金破碎到100mm以下。

第二步熔炼，将NiMg20和镍板，按照Ni：NiMg20＝3:1.2配料。

将镍板，NiMg20合金在中频感应炉中氩气保护下合金化，控制熔炼功率为100-120kW。熔炼和冷却过程采用氩气保护。

对得到的NiMg5合金的化学成分进行检测，见表2：

表2

Ni

Mg

C

Si

Co

Fe

O

N

样品1

94.26％

5.24％

0.020％

0.011％

0.055％

0.006

<0.001

0.0084

样品2

94.35％

5.18％

0.020％

0.012％

0.051％

0.005

<0.001

0.0075

样品3

94.41％

5.11％

0.021％

0.0112％

0.045％

0.005

<0.001

0.0099

最后将合金进行表面清理，并用剪切机剪切到10-50mm。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。