CN105478643A - Gh864高温合金模锻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及GH864高温合金模锻方法,步骤将锻件坯料送入加热炉,加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T,并在T温度下进行保温,持续时间S1;将锻件坯料从加热炉取出,为锻件坯料包裹保温材料,再次送入加热炉保温,加热炉温度比所述T高10~20℃,持续时间为100~160min;坯料出炉,锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机模锻,直到锻件成型。上述高温合金模锻方法,在加热后的锻件坯料外包裹保温材料,防止坯料表面温度快速下降,减少坯料内外温差,最终生产的锻件组织均匀、晶粒细密,混晶现象明显改善,产品性能提高。
Description
技术领域
本发明涉及高温合金锻造领域,具体的是在加热的锻造坯料包裹保温材料进行模锻的方法。
背景技术
现在GH864高温合金模锻生产普遍采用的工艺流程是,饼坯预热、刷涂玻璃润滑剂、进加热炉加热、模锻,即是先将锻造坯料预热至80℃以下,然后在坯料表面刷涂玻璃润滑剂,然后进加热炉按照一定温度曲线加热至锻造温度,并在锻造温度下进行保温,随后将坯料进锻机进行模锻。
由于坯料从加热炉取出后,其表面温度就开始下降,而高温合金锻造允许的温度范围又比较窄,在高温合金锻造过程中,如果坯料加热温度不够、操作动作稍慢或者遇环境气温低时,坯料进到锻机生产时,其表面温度已无法保证锻件成型时需要的锻造温度,导致最终产品出现严重的混晶现象,产品性能下降,严重时坯料表面出现开裂现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种GH864高温合金模锻方法,使高温合金锻造后的混晶现象明显改善。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
GH864高温合金模锻方法,包括步骤A:将GH864锻件坯料送入加热炉,加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T,并在T温度下进行保温,持续时间S1,还包括顺序进行的以下步骤:
B、将锻件坯料从加热炉取出,为锻件坯料包裹保温材料,再次送入加热炉保温,加热炉温度比所述T高10~20℃,持续时间为100~160min;
C、坯料出炉,锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻,直到锻件成型。
进一步的,所述保温材料采用硅酸铝保温棉或含锆陶瓷纤维毯。
进一步的,所述步骤B中,为锻件坯料包裹的保温材料厚度为10~20mm。
进一步的,所述保温材料中,还添加有粘接剂;所述粘接剂为粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物,或者所述粘接剂为玻璃粉与水玻璃的混合物。
进一步的,所述粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物制备方法是:硅酸钠与水按照5~7:1的体积比进行混合搅拌,形成粘稠状的水玻璃,然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂;所述玻璃粉与水玻璃的混合物制备方法是:硅酸钠与水按照5~7:1的体积比进行混合搅拌,形成粘稠状的水玻璃,将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物,玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1~1.5。
进一步的,所述步骤A中,所述T=1060℃,S1=100min。
进一步的,所述步骤A中,升温至T并保温S1的过程是:锻件坯料在600℃进加热炉,升温至800℃,升温时间为60min;在800℃进行保温,保温时间60min;加热炉升温至1060℃,升温时间90min;在1060℃下保温,保温100min;所述步骤B中,为锻件坯料包裹保温材料后,在5min内送入加热炉,加热炉温度为1080℃,持续时间为160min;所述步骤C中,锻件坯料模锻后的终锻温度≥1000℃。
本发明的有益效果是:使用上述GH864高温合金模锻方法,在加热后的锻件坯料包裹保温材料,防止坯料表面温度快速下降,减少坯料内外温差,最终生产的锻件组织均匀、晶粒细密,混晶现象明显改善,产品性能提高。
附图说明
图1是采用常规模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图100x;
图2是采用常规模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图500x;
图3是采用本发明的模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图100x;
图4是采用本发明的模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图500x;
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明:
GH864高温合金模锻方法,包括步骤A:将GH864锻件坯料送入加热炉,加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T,并在T温度下进行保温,持续时间S1,还包括顺序进行的以下步骤:
B、将锻件坯料从加热炉取出,为锻件坯料包裹保温材料,再次送入加热炉保温,加热炉温度比所述T高10~20℃,持续时间为100~160min;
C、坯料出炉,锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻,直到锻件成型。
本发明的GH864高温合金模锻方法,先将锻件坯料送入加热炉,升温至锻造温度T,并在T温度下进行保温,持续时间S1,具体的加热炉升温曲线,可以是根据锻件形状尺寸不同,选取其合适的升温曲线升温至锻造温度T并保温S1。
随后将锻件坯料从加热炉取出,并在坯料外部包裹事先准备好的保温材料,包裹过程尽量快速完成,通常情况下应该在10分钟内完成,优选的应该在5分钟内完成上述包裹操作。
随后,将坯料连同保温材料一起送入加热炉中保温,本次保温的温度为前述的锻造温度T再升高10~20℃,保温持续时间优选的范围是100~160min。
随后,锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻,直到锻件成型。由于保温材料的隔热效果,可以防止坯料表面温度快速下降,使坯料内外温度均匀,且均能满足模锻所需温度条件,最终锻造得到的产品组织均匀、晶粒细密,克服常规模锻方法的混晶现象严重的问题。
包裹锻件坯料的保温材料可以是任何能够承受相应温度,且具有保温功能的材料,例如硅酸铝保温棉,优选的可以是含锆陶瓷纤维毯,含锆陶瓷纤维毯能承受更高的使用温度,防止保温层在高温下破坏。包裹的保温材料厚度范围优选的可以是10~20mm。
为了防止保温材料从坯料外部松脱,优选的可以是所述保温材料中,还添加有粘接剂用于对保温材料接头进行粘接。
所述粘接剂可以是粘土熟料、硼砂和水玻璃的液态混合物,即是粘土熟料、硼砂粉末投入到水玻璃溶液中搅拌混合。优选的配比是,硅酸钠与水按照5~7:1的体积比进行混合搅拌,形成粘稠状的水玻璃,然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂。
所述粘接剂也可以是玻璃粉与上述水玻璃的液态混合物,即是将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物,玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1~1.5。
使用时,将粘接剂涂布在铺开的保温材料表面,加热的坯料置于保温材料上,立即进行包裹,上述粘接剂受到高温对保温材料形成粘接,随后坯料连同保温材料一起,送入锻机,配合模锻设备的高频率锻打,直到锻件成型,不会出现保温材料松脱的问题。
下面以具体实施例来说明本方法,见表1~2,1#~3#三个样品均采用高温合金GH864,1#采用常规工艺,2#、3#采用本发明的方法进行模锻。
表1:样品采用的制造参数一
表2:样品采用的制造参数二
表1~2中数据含义为,1#样品,采用高温合金GH864材料的坯料,进加热炉时的装炉温度为600℃,先经60分钟时间升温热至800℃,并在800℃保温60分钟,然后再进行表2中的工序:经90分钟时间升温至1060℃,并在1060℃保温100分钟,随后直接进锻机进行模锻,终锻温度为1006℃。
2#样品,采用高温合金GH864材料的坯料,进加热炉时的装炉温度为600℃,先经60分钟时间升温热至800℃,并在800℃保温60分钟,然后再进行表2中的工序:经90分钟时间升温至1060℃,并在1060℃保温100分钟,随后出炉包裹保温层,所用保温层材料为硅酸铝保温棉;然后坯料连同保温层一起再次进入加热炉,加热炉温度为1080℃,保温时间为100分钟,然后坯料连同外部保温层出炉进锻机进行模锻,终锻温度为1016℃。3#样品的各项数据含义与2#相同,其采用保温层材料为含锆陶瓷纤维毯。
随后对样品进行检测:
锻件模面外观检查时发现,1#样品四周及上下表面出现不同程度开裂,并且锻件外观显示其充满成型效果差;2#、3#样品外表没有开裂现象,并且其充满成型效果好。
显微组织检测和力学性能检测发现,如图1~2所示,1#样品晶粒度混晶严重,9.0级占40%,2.0级占60%。其各项力学性能指标虽然能符合相关标准,但高温持久性能偏低,且接近标准下限。如图3~4所示,2#样品晶粒度为6.0级,没有混晶现象;其各项力学性能指标均能符合相关标准,且高温持久性能比1#有显著改善。
Claims (7)
1.GH864高温合金模锻方法,包括步骤A:将GH864锻件坯料送入加热炉,加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T,并在T温度下进行保温,持续时间S1,其特征在于,还包括顺序进行的以下步骤:
B、将锻件坯料从加热炉取出,为锻件坯料包裹保温材料,再次送入加热炉保温,加热炉温度比所述T高10~20℃,持续时间为100~160min;
C、坯料出炉,锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻,直到锻件成型。
2.如权利要求1所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述保温材料采用硅酸铝保温棉或含锆陶瓷纤维毯。
3.如权利要求2所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述步骤B中,为锻件坯料包裹的保温材料厚度为10~20mm。
4.如权利要求2或3所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述保温材料中,还添加有粘接剂;所述粘接剂为粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物,或者所述粘接剂为玻璃粉与水玻璃的混合物。
5.如权利要求4所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物制备方法是:硅酸钠与水按照5~7:1的体积比进行混合搅拌,形成粘稠状的水玻璃,然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂;所述玻璃粉与水玻璃的混合物制备方法是:硅酸钠与水按照5~7:1的体积比进行混合搅拌,形成粘稠状的水玻璃,将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物,玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1~1.5。
6.如权利要求5所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述步骤A中,所述T=1060℃,S1=100min。
7.如权利要求6所述的GH864高温合金模锻方法,其特征在于,所述步骤A中,升温至T并保温S1的过程是:锻件坯料在600℃进加热炉,升温至800℃,升温时间为60min;在800℃进行保温,保温时间60min;加热炉升温至1060℃,升温时间90min;在1060℃下保温,保温100min;所述步骤B中,为锻件坯料包裹保温材料后,在5min内送入加热炉,加热炉温度为1080℃,持续时间为160min;所述步骤C中,锻件坯料模锻后的终锻温度≥1000℃。
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