1.一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:
具體制備步驟為:
1)母合金鑄錠的真空感應熔煉:MIM418合金的母合金成分為Ni-9.15Al-19.23Cr-6.62Mo-3.31Nb-1.15Ti-0.15Zr-0.02B-0.18C;以純度大于99.9%的Ni-50wt.%Cr中間合金、Ni-5wt.%B中間合金、Ni-Mo中間合金、Ni-Nb中間合金,以及鋁塊、海綿鈦、海綿鋯和石墨塊為原料;在5vol.%鹽酸水溶液中進行預處理,去除表面氧化物,預處理時間為25-35min,酒精洗凈后在烘箱中于55-65℃下處理烘干50-70min;預處理后的原料按照母合金成分進行配料,得到混合原料;混合原料進行真空感應熔煉,真空感應熔煉采用陶瓷坩堝,在爐料熔清后加大功率,使熔池溫度上升至1670℃,再加入2wt.%的碳塊,保溫25-35min,熔煉過程中使用電磁攪拌器對熔池進行攪拌,使氧充分脫除,接著再加入1wt.%的Al和Ti以及0.01wt.%B,保溫8-12min,之后降溫、充入氬氣,將鋼液澆鑄成母合金自耗電極;
2)母合金鑄錠的電渣重熔:對真空感應熔煉得到的母合金自耗電極在惰性氣氛中進行電渣重熔,將渣料加熱至熔融狀態后,倒入結晶器中,結晶器為銅制水冷坩堝,將步驟1)制備得到的母合金自耗電極緩慢下降至熔融的渣料中,通電起弧后,調整重熔電壓至30-50V,電流3000-5000A,自耗電極受電阻熱緩慢熔化,熔化后的鋼液與渣料反應、提純后,在結晶器底部結晶,得到純凈、均勻、表面光潔的母合金電渣錠;
3)母合金電渣錠的破碎:對電渣重熔后的母合金鑄錠去皮后,在帶有冷卻系統與保護氣氛的高速盤磨破碎裝置中進行破碎;對破碎后的粉末進行篩選,得到母合金粉末;
4)混合粉末的制備:將母合金粉末與羰基鎳粉裝入混料筒,同時加入1μm的微細石墨粉,向混料筒中放入鋼球,球料比為1:10,并將混料筒置于氬氣氣氛中進行旋轉,混合時間為1-3h;
5)水溶性喂料的制備:將混合粉末與聚乙二醇基粘結劑在雙行星混煉機中于180℃、轉速為40轉/min的條件下混煉110-130min制成流變性能均勻的喂料,其中粉末裝載量為60-65vol.%;
6)注射成形:將喂料在注射成形機上直接注射成形,注射溫度為190℃、注射壓力為100MPa,得到復雜形狀坯體;
7)脫脂:采用水脫脂的方法,將注射坯浸泡在40-50℃的水中20-30h后取出,在酒精中浸潤后于50-60℃中烘干30min得到脫脂坯;
8)燒結:脫脂坯體在真空氣氛中進行燒結,真空爐中放置有純度為99.0%的金屬Cr塊,真空度為1×10-4Pa,燒結過程中分段控制升溫速率減少燒結變形,得到燒結坯;
9)無包套熱等靜壓:燒結坯進行無包套熱等靜壓,得到致密度大于99%全致密坯體;
10)熱處理:全致密坯體在一定溫度下進行固溶處理,保溫一段時間后水冷,然后進行時效處理,最終得到具有復雜形狀的高性能的母合金法MIM418合金零件。
2.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟2)所述渣料的成分為:15-20%CaO,3-5%Ca,8-10%CeO,10-15%Al2O3,3-5%TiO2,余量CaF2。
3.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法MIM418合金的制備方法,其特征在于:步驟2)所述電渣重熔母合金的氧含量小于150ppm,硫含量小于20ppm。
4.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟4)所述母合金粉末與羰基鎳粉、微細石墨粉的比例為64.5:35:0.5。
5.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟5)所述聚乙二醇基水溶性粘結劑的成分為13wt.%聚丙烯、4wt.%硬脂酸和余量聚乙二醇。
6.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟8)所述分段控制是指:在室溫至800℃中升溫速率為10℃/min,800℃至1000℃中升溫速率為5℃/min,1000℃以上的溫度中升溫速率為3℃/min,燒結溫度為1180-1200℃,保溫時間為110-130min。
7.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟9)所述燒結坯無包套熱等靜壓是在1000-1100℃下進行,壓力為160MPa,保溫時間為110-130min;
8.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:步驟10)所述全致密坯體固溶處理溫度是1150-1200℃,保溫時間1-2h,時效處理溫度是650-700℃。
9.根據權利要求1所述的一種低氧含量的母合金法制備MIM418合金的方法,其特征在于:所述的MIM418合金零部件的氧含量不超過200ppm。