CN104357710A - 一种新型镍合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型镍合金，按照重量百分比含量含有：Mg：0.001-0.002%，Mn：0.12-0.14%，W：0.45-0.85%，Co：0.013-0.019%，Nb：0.12-0.18%，Sn：0.89-0.95%，Mo：1.3-1.9%，Zn：1.2-2.4%，Ti：1.5-2.8%，Fe：0.51-0.71%，Y：1.7-1.9%，Er：0.73-0.93%，Sb：0.007-0.011%，Cu：37-45%，余量为Ni；本发明的镍合金耐高温、耐腐蚀性好，且造价低、质量优，使用寿命大大提高。
Description
技术领域
本发明属于镍合金材料领域，尤其是一种新型镍合金及其制备方法。
背景技术
镍是银白色金属，密度8.9克/厘米3。熔点1455℃，沸点2730℃，质坚硬，具有磁性和良好的可塑性，有好的耐腐蚀性，镍近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀。而以镍为基加入其他元素组成的镍合金，具有良好的力学、物理和化学性能，1905年前后制出的含铜约30%的蒙乃尔(Monel)合金，是较早的镍合金，镍合金可作为电子管用材料、精密合金（磁性合金、精密电阻合金、电热合金等）、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。在如今科学技术飞速发展的年代镍合金在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等部门中，都有广泛用途，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要材料，同时也是制造电子工业磁性元件的重要铁芯材料。但目前市面上的镍合金虽然多种多样，选择性很多但普遍还达不到或存在各种缺陷问题，例如耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能不高或性能稳定性不高及成本高价格高等问题，因此，提高镍合金强度使其具有良好的综合性能，是新型镍合金开发的热点，同时高强度及耐磨、耐蚀、抗高温氧化镍合金的开发对拓展镍合金的应用领域具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度及耐磨、耐蚀、抗高温氧化的新型镍合金，同时该新型镍合金，制备工艺简便易行，从而减少了人力物力的投入达到降低成本的经济性优异。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型镍合金，按照重量百分比含量含有：Mg：0.001-0.002%，Mn：0.12-0.14%，W：0.45-0.85%，Co：0.013-0.019%，Nb：0.12-0.18%，Sn：0.89-0.95%，Mo：1.3-1.9%，Zn：1.2-2.4%，Ti：1.5-2.8%，Fe：0.51-0.71%，Y：1.7-1.9%，Er：0.73-0.93%，Sb：0.007-0.011%，Cu：37-45%，余量为Ni。
更进一步地，按照重量百分比含量含有：Mg：0.001%，Mn：0.12%，W：0.45%，Co：0.013%，Nb：0.12%，Sn：0.89%，Mo：1.3%，Zn：1.2%，Ti：1.5%，Fe：0.51%，Y：1.7%，Er：0.73%，Sb：0.007%，Cu：37%，余量为Ni。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种新型镍合金的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：包括以下步骤：
(1)熔炼：按镍合金成分含量配比称取各组份原料并放入石墨坩埚内，再置于真空感应炉中，抽真空为20-30Pa，再充入适量氩气，再抽真空如此反复8-10次，最后以氩气作为保护气体进行熔炼，熔炼温度为1621-1683℃，待原料完全熔化，持续加热20min，得溶液；
(2)精炼：将溶液温度控制在1690-1700℃，加入精炼剂并向炉内充氩气，至炉内的真空度为200～300Pa，精炼30min后捞渣，得精炼液；
(3)拉铸：将精炼液用拉铸机拉铸成Φ60mm，长≥4000mm的棒材，冷却备用，拉铸速度为100mm/ min；
(4) 固溶处理：将棒材在热处理炉内1000-1100℃下保温36h，然后将温度降至800-900℃下保温42h，最后降至500-600℃保温56h，然后进行油淬；
(5) 拉拔：将固溶处理后的棒材加热至1000-1200℃后采用拉丝机进行拉拔减径，拉拔至直径为20-30mm，拉拔速度为1m/min，减径率控制在8-10%；
(6) 退火：将拉拔后的棒材进行退火，所述的退火工艺为：退火温度为800-900℃，退火时间为120min，将温度降至500-600℃进行第二次退火，降温速度为20-30℃/min，退火时间为90min，最后在300-400℃进行最后一次退火，降温速度为10-20℃/min，退火时间为60min，自然冷却，即得本发明的新型镍合金。
本发明的优点是：采用多种合金元素合理的搭配，加上采用独特的制备工艺使所得的镍合金耐磨、耐蚀、抗高温氧化等综合性能得到有效的提高，同时该新型镍合金，制备工艺简便易行，减少了人力物力的投入从而达到造价低、质量优，使用寿命大大提高的优异性。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体目的、功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
实施例1
一种新型镍合金，按照重量百分比含量含有：Mg：0.001%，Mn：0.12%，W：0.45%，Co：0.013%，Nb：0.12%，Sn：0.89%，Mo：1.3%，Zn：1.2%，Ti：1.5%，Fe：0.51%，Y：1.7%，Er：0.73%，Sb：0.007%，Cu：37%，余量为Ni。
一种新型镍合金制备方法的制作过程如下：
(1)熔炼：按镍合金成分含量配比称取各组份原料并放入石墨坩埚内，再置于真空感应炉中，抽真空为20Pa，再充入适量氩气，再抽真空如此反复8次，最后以氩气作为保护气体进行熔炼，熔炼温度为1621℃，待原料完全熔化，持续加热20min，得溶液；
(2)精炼：将溶液温度控制在1690℃，加入精炼剂并向炉内充氩气，至炉内的真空度为200Pa，精炼30min后捞渣，得精炼液；
(3)拉铸：将精炼液用拉铸机拉铸成Φ60mm，长≥4000mm的棒材，冷却备用，拉铸速度为100mm/min；
(4) 固溶处理：将棒材在热处理炉内1000℃下保温36h，然后将温度降至800℃下保温42h，最后降至500℃保温56h，然后进行油淬；
(5) 拉拔：将固溶处理后的棒材加热至1000℃后采用拉丝机进行拉拔减径，拉拔至直径为20mm，拉拔速度为1m/min，减径率控制在8%；
(6) 退火：将拉拔后的棒材进行退火，所述的退火工艺为：退火温度为800℃，退火时间为120min，将温度降至500℃进行第二次退火，降温速度为20℃/min，退火时间为90min，最后在300℃进行最后一次退火，降温速度为10℃/min，退火时间为60min，自然冷却，即得本发明的新型镍合金。
实施例2：
一种新型镍合金，按照重量百分比含量含有：Mg：0.0015%，Mn：0.13%，W：0.65%，Co：0.016%，Nb：0.015%，Sn：0.92%，Mo：1.6%，Zn：1.8%，Ti：2.15%，Fe：0.61%，Y：1.8%，Er：0.83%，Sb：0.009%，Cu：41%，余量为Ni。
一种新型镍合金制备方法的制作过程如下：
(1)熔炼：按镍合金成分含量配比称取各组份原料并放入石墨坩埚内，再置于真空感应炉中，抽真空为25Pa，再充入适量氩气，再抽真空如此反复9次，最后以氩气作为保护气体进行熔炼，熔炼温度为1652℃，待原料完全熔化，持续加热20min，得溶液；
(2)精炼：将溶液温度控制在1695℃，加入精炼剂并向炉内充氩气，至炉内的真空度为250Pa，精炼30min后捞渣，得精炼液；
(3)拉铸：将精炼液用拉铸机拉铸成Φ60mm，长≥4000mm的棒材，冷却备用，拉铸速度为100mm/min；
(4) 固溶处理：将棒材在热处理炉内1050℃下保温36h，然后将温度降至850℃下保温42h，最后降至550℃保温56h，然后进行油淬；
(5) 拉拔：将固溶处理后的棒材加热至1100℃后采用拉丝机进行拉拔减径，拉拔至直径为25mm，拉拔速度为1m/min，减径率控制在9%；
(6) 退火：将拉拔后的棒材进行退火，所述的退火工艺为：退火温度为850℃，退火时间为120min，将温度降至550℃进行第二次退火，降温速度为25℃/min，退火时间为90min，最后在350℃进行最后一次退火，降温速度为15℃/min，退火时间为60min，自然冷却，即得本发明的新型镍合金。
实施例3：
一种新型镍合金，按照重量百分比含量含有：Mg：0.002%，Mn：0.14%，W：0.85%，Co：0.019%，Nb：0.18%，Sn：0.95%，Mo：1.9%，Zn：2.4%，Ti：2.8%，Fe：0.71%，Y：1.9%，Er：0.93%，Sb：0.011%，Cu：45%，余量为Ni。
一种新型镍合金制备方法的制作过程如下：
(1)熔炼：按镍合金成分含量配比称取各组份原料并放入石墨坩埚内，再置于真空感应炉中，抽真空为30Pa，再充入适量氩气，再抽真空如此反复10次，最后以氩气作为保护气体进行熔炼，熔炼温度为1683℃，待原料完全熔化，持续加热20min，得溶液；
(2)精炼：将溶液温度控制在1700℃，加入精炼剂并向炉内充氩气，至炉内的真空度为300Pa，精炼30min后捞渣，得精炼液；
(3)拉铸：将精炼液用拉铸机拉铸成Φ60mm，长≥4000的棒材，冷却备用，拉铸速度为100mm/ min；
(4) 固溶处理：将棒材在热处理炉内1100℃下保温36h，然后将温度降至900℃下保温42h，最后降至600℃保温56h，然后进行油淬；
(5) 拉拔：将固溶处理后的棒材加热至1200℃后采用拉丝机进行拉拔减径，拉拔至直径为30mm，拉拔速度为1m/min，减径率控制在10%；
(6) 退火：将拉拔后的棒材进行退火，所述的退火工艺为：退火温度为900℃，退火时间为120min，将温度降至600℃进行第二次退火，降温速度为30℃/min，退火时间为90min，最后在400℃进行最后一次退火，降温速度为20℃/min，退火时间为60min，自然冷却，即得本发明的新型镍合金。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (3)
1.一种新型镍合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Mg：0.001-0.002%，Mn：0.12-0.14%，W：0.45-0.85%，Co：0.013-0.019%，Nb：0.12-0.18%，Sn：0.89-0.95%，Mo：1.3-1.9%，Zn：1.2-2.4%，Ti：1.5-2.8%，Fe：0.51-0.71%，Y：1.7-1.9%，Er：0.73-0.93%，Sb：0.007-0.011%，Cu：37-45%，余量为Ni。
2.如权利要求1所述的新型镍合金，其特征在于：按照重量百分比含量含有：Mg：0.001%，Mn：0.12%，W：0.45%，Co：0.013%，Nb：0.12%，Sn：0.89%，Mo：1.3%，Zn：1.2%，Ti：1.5%，Fe：0.51%，Y：1.7%，Er：0.73%，Sb：0.007%，Cu：37%，余量为Ni。
3.一种如权利要求1或2所述的新型镍合金的制备方法，其特征在于：
(1)熔炼：按镍合金成分含量配比称取各组份原料并放入石墨坩埚内，再置于真空感应炉中，抽真空为20-30Pa，再充入适量氩气，再抽真空如此反复8-10次，最后以氩气作为保护气体进行熔炼，熔炼温度为1621-1683℃，待原料完全熔化，持续加热20min，得溶液；
(2)精炼：将溶液温度控制在1690-1700℃，加入精炼剂并向炉内充氩气，至炉内的真空度为200～300Pa，精炼30min后捞渣，得精炼液；
(3)拉铸：将精炼液用拉铸机拉铸成Φ60mm，长≥4000mm的棒材，冷却备用，拉铸速度为100mm/ min；
(4) 固溶处理：将棒材在热处理炉内1000-1100℃下保温36h，然后将温度降至800-900℃下保温42h，最后降至500-600℃保温56h，然后进行油淬；
(5) 拉拔：将固溶处理后的棒材加热至1000-1200℃后采用拉丝机进行拉拔减径，拉拔至直径为20-30mm，拉拔速度为1m/min，减径率控制在8-10%；
(6) 退火：将拉拔后的棒材进行退火，所述的退火工艺为：退火温度为800-900℃，退火时间为120min，将温度降至500-600℃进行第二次退火，降温速度为20-30℃/min，退火时间为90min，最后在300-400℃进行最后一次退火，降温速度为10-20℃/min，退火时间为60min，自然冷却，即得本发明的新型镍合金。
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