一种镍基高温合金车削屑回收利用方法与流程

1.本发明涉及高温合金返回料回收利用的技术领域，尤其涉及到一种镍基高温合金车削屑回收利用方法。


背景技术：

2.随着航空、发电和舰船工业的发展，高温合金的使用量越来越多，然而高温合金零件的最终重量往往仅占原投入熔炼合格重量的30％，70％以上都是以料头、浇道、冒口、报废零件和切屑等形式存在，统称为高温合金的返回料。
3.高温合金车削屑是高温合金的返回料的一种形式，主要来源于prep工艺棒料的车削屑和高温合金零部件加工过程产生的车削料，呈丝状或刨花状。机加工车削过程主要使用水基冷却液，用来冷却和润滑刀具，对合金具有防锈和除油功能，高温合金车削屑表面残存部分水基冷却液，直接当做废料处理，造成金属材料和资源的大量浪费，回收利用这些返回料可以提高合金的利用率，产生显著的经济效益。。
4.通常对于高温合金的返回料的处理方法需要经过大量清洗步骤，并切割、重熔检测成分，才可继续供冶炼厂使用，该工艺工序繁多且清洗过程中容易造成污染。例如cn113600599a一种屑状高温合金返回料处理方法，所述的方案主要步骤：分选、破碎、碱洗、助洗溶液清洗、酸洗、水洗、烘干。该发明主要是给出了屑状高温合金返回料的清洗方法，且该处理方法步骤繁多，清洗过程使用的碱洗、酸洗熔液难于处理，污染环境。处理后又进行重熔，再进行使用，成本较高。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于目前高温合金车削屑的回收处理方法中存在工序繁多复杂且造成污染的问题。
6.为此，本发明提供了一种镍基高温合金车削屑回收利用方法，回收利用步骤如下：
7.s1：将镍基高温合金车削屑退火处理；
8.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑压块处理；
9.s3：将镍基高温合金车削屑压块与新料混合后熔炼，加入适量ce后，使用泡沫陶瓷过滤，浇注得到成品。
10.进一步地，退火处理的温度为750-850℃，时间为4-8h。
11.进一步地，退火处理的具体步骤为，将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，升温至200℃保温30min后，向炉内充入氩气至压力为0.01-0.02mpa，再升温至750-850℃进行烘烤，保温4-8h；
12.退火处理时通过调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa。
13.进一步地，压块处理时压力为8-12kn，压块直径为50-80mm，厚度为15-25mm。
14.进一步地，s3中熔炼过程包括化料和精炼。
15.进一步地，化料的具体步骤为：将镍基高温合金车削屑压块与新料混合后，分段式
升温，至温度为1570-1590℃，充分化料和脱气；
16.进一步地，精炼的具体步骤为：在温度1540-1560℃、真空度≤1pa的条件下，进行反复搅拌精炼；
17.进一步地，s3中加入适量ce后，在1470-1490℃温度下，使用陶瓷过滤片进行过滤，带电保温浇注得到成品。
18.进一步地，镍基高温合金车削屑压块在镍基高温合金车削屑压块与新料的混合料中的重量占比为10-20％。
19.本发明提供的技术方案，具有如下优点：
20.1.本发明提供的镍基高温合金车削屑回收利用方法，针对镍基高温合金车削屑车削加工过程中温度较高，使车削屑内部产生应力，且表面残留有车削过程使用的水基冷却液的特性，采用退火处理分解水基冷却剂内有机物和车削屑表面的油污，并通过向退火炉内充入氩气排气排出，并去除车削屑内部应力，使车削屑变软，方便压块成型，进行后续回收处理操作。
21.2.本发明提供的镍基高温合金车削屑回收利用方法，将退火软化后的镍基高温合金车削屑压块，作为二次原料直接使用，
22.3.本发明提供的镍基高温合金车削屑回收利用方法，加入适量ce，降低车削屑中残留的硫含量和氧氮含量，使用陶瓷过滤片进行过滤，降低浮渣含量，有效提升合金液纯净度。
具体实施方式
23.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.s1：将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，进行200℃保温30min后，充入氩气至0.01-0.02mpa，再升温至800℃进行烘烤，调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa，保温6h；
26.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑，使用500吨液压机进行压块处理，液压机压力设置为10kn，压块尺寸为直径60mm，厚度为20mm；
27.s3：将重量占比15％的镍基高温合金车削屑压块与重量占比85％的新料混合，装料、合炉后抽真空至≤10pa，在80kw、150kw、250kw、350kw下分段式对混合料进行烘烤，去除表面的水汽；功率升至450kw，将温度提高至1580℃，熔化至化清，进行工频搅拌5min，充分化料和脱气，在1550℃下进行精炼，保持真空度≤1pa，工频搅拌5min，反复搅拌三次，加入适量稀土元素ce，再进行工频搅拌3min后，在1480℃下，进行150kw带电保温浇注，浇注使用陶瓷过滤片进行过滤，脱模得到成品。
28.实施例2
29.s1：将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，进行200℃保温30min后，充入氩气至0.01-0.02mpa，再升温至750℃进行烘烤，调整进气和排气流量，保持
炉内压力为0.05-0.1mpa，保温8h；
30.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑，使用500吨液压机进行压块处理，液压机压力设置为8kn，压块尺寸为直径50mm，厚度为15mm；
31.s3：将重量占比10％的镍基高温合金车削屑压块与重量占比90％的新料混合，装料、合炉后抽真空至≤10pa，在80kw、150kw、250kw、350kw下分段式对混合料进行烘烤，去除表面的水汽；功率升至450kw，将温度提高至1570℃，熔化至化清，进行工频搅拌5min，充分化料和脱气，在1540℃下进行精炼，保持真空度≤1pa，工频搅拌5min，反复搅拌三次，加入适量稀土元素ce，再进行工频搅拌3min后，在1470℃下，进行150kw带电保温浇注，浇注使用陶瓷过滤片进行过滤，脱模得到成品。
32.实施例3
33.s1：将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，进行200℃保温30min后，充入氩气至0.01-0.02mpa，再升温至850℃进行烘烤，调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa，保温4h；
34.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑，使用500吨液压机进行压块处理，液压机压力设置为12kn，压块尺寸为直径80mm，厚度为25mm；
35.s3：将重量占比20％的镍基高温合金车削屑压块与重量占比80％的新料混合，装料、合炉后抽真空至≤10pa，在80kw、150kw、250kw、350kw下分段式对混合料进行烘烤，去除表面的水汽；功率升至450kw，将温度提高至1590℃，熔化至化清，进行工频搅拌5min，充分化料和脱气，在1560℃下进行精炼，保持真空度≤1pa，工频搅拌5min，反复搅拌两次，加入适量稀土元素ce，再进行工频搅拌3min后，在1490℃下，进行150kw带电保温浇注，浇注使用陶瓷过滤片进行过滤，脱模得到成品。
36.实施例4
37.s1：将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，进行200℃保温30min后，充入氩气至0.01-0.02mpa，再升温至780℃进行烘烤，调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa，保温7h；
38.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑，使用500吨液压机进行压块处理，液压机压力设置为9kn，压块尺寸为直径65mm，厚度为18mm；
39.s3：将重量占比12％的镍基高温合金车削屑压块与重量占比88％的新料混合，装料、合炉后抽真空至≤10pa，在80kw、150kw、250kw、350kw下分段式对混合料进行烘烤，去除表面的水汽；功率升至450kw，将温度提高至1585℃，熔化至化清，进行工频搅拌5min，充分化料和脱气，在1545℃下进行精炼，保持真空度≤1pa，工频搅拌5min，反复搅拌两次，加入适量稀土元素ce，再进行工频搅拌3min后，在1475℃下，进行150kw带电保温浇注，浇注使用陶瓷过滤片进行过滤，脱模得到成品。
40.实施例5
41.s1：将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，进行200℃保温30min后，充入氩气至0.01-0.02mpa，再升温至820℃进行烘烤，调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa，保温5h；
42.s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑，使用500吨液压机进行压块处理，液压机压力设置为11kn，压块尺寸为直径75mm，厚度为22mm；
43.s3：将重量占比18％的镍基高温合金车削屑压块与重量占比82％的新料混合，装料、合炉后抽真空至≤10pa，在80kw、150kw、250kw、350kw下分段式对混合料进行烘烤，去除表面的水汽；功率升至450kw，将温度提高至1575℃，熔化至化清，进行工频搅拌5min，充分化料和脱气，在1555℃下进行精炼，保持真空度≤1pa，工频搅拌5min，反复搅拌两次，加入适量稀土元素ce，再进行工频搅拌3min后，在1485℃下，进行150kw带电保温浇注，浇注使用陶瓷过滤片进行过滤，脱模得到成品。
44.实验例
45.对实施例1-5制得的成品进行成分检测及浮渣实验，具体结果见表1：
46.表1检测结果
47.实施例12345氧含量/ppm65756氮含量/ppm10812810硫含量/ppm1210131013浮渣比例/％11212
48.由表1可知，本发明提供的镍基高温合金车削屑回收利用方法，将镍基高温合金车削屑回收利用后制得的母合金成品，氧、氧、硫含量均远低于gh4099国/航标的标准值，浮渣比例均≤2％，母合金成品可以达到全新料水平。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述回收利用步骤如下：s1：将镍基高温合金车削屑退火处理；s2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑压块处理；s3：将镍基高温合金车削屑压块与新料混合后熔炼，加入适量ce后，使用泡沫陶瓷过滤，浇注得到成品。2.根据权利要求1所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述退火处理的温度为750-850℃，时间为4-8h。3.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述退火处理的具体步骤为，将镍基高温合金车削屑置于真空退火炉内，抽真空至-0.1mpa，升温至200℃保温30min后，向炉内充入氩气至压力为0.01-0.02mpa，再升温至750-850℃进行烘烤，保温4-8h；退火处理时通过调整进气和排气流量，保持炉内压力为0.05-0.1mpa。4.根据权利要求1所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述压块处理时压力为8-12kn，压块直径为50-80mm，厚度为15-25mm。5.根据权利要求1所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述s3中熔炼过程包括化料和精炼。6.根据权利要求5所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述化料的具体步骤为：将镍基高温合金车削屑压块与新料混合后，分段式升温，至温度为1570-1590℃，充分化料和脱气。7.根据权利要求5所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述精炼的具体步骤为：在温度1540-1560℃、真空度≤1pa的条件下，进行反复搅拌精炼。8.根据权利要求1所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述s3中加入适量ce后，在1470-1490℃温度下，使用陶瓷过滤片进行过滤，带电保温浇注得到成品。9.根据权利要求1或5所述的镍基高温合金车削屑回收利用方法，其特征在于，所述镍基高温合金车削屑压块在镍基高温合金车削屑压块与新料的混合料中的重量占比为10-20％。

技术总结
本发明公开了一种镍基高温合金车削屑回收利用方法，回收利用步骤如下：S1：将镍基高温合金车削屑退火处理；S2：将退火处理后的镍基高温合金车削屑压块处理；S3：将镍基高温合金车削屑压块与新料混合后熔炼，加入适量Ce后，使用泡沫陶瓷过滤，浇注得到成品。本发明提供的镍基高温合金车削屑回收利用方法，针对镍基高温合金车削屑车削加工过程中温度较高，使车削屑内部产生应力，且表面残留有车削过程使用的水基冷却液的特性，采用退火处理分解水基冷却剂内有机物和车削屑表面的油污，并通过向退火炉内充入氩气排气排出，并去除车削屑内部应力，使车削屑变软，方便压块成型，进行后续回收处理操作。处理操作。


技术研发人员：王超 金开锋 董睿 李信含 杨青松 李建立
受保护的技术使用者：江苏奇纳新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/6