CN115138708A - 一种镍基合金薄壁管材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍基合金薄壁管材的制备方法，制备加工方法包括如下步骤：预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，热挤压获得管材A；机加工：管坯省力复合挤压，来进行机加工得到管材B；热处理：得到经过热处理的管材C；表面处理：精整和抛光经精整和抛光后；后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗。通过热处理工艺可获得不同的组织，具有更加致密的晶体结构，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺提升镍基合金薄壁管材质量；精整和抛光经精整和抛光后，表面热处理，提升表面质量可以增加对于管材本身的抗疲劳以及耐腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及镍基合金管材加工领域，特别涉及一种镍基合金薄壁管材的制备方法。
背景技术
镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。
薄壁管材中铬与氧气、氧化剂反应后，产生钝化作用，在表面形成一层薄而坚韧的致密钝化膜Cr2O3，起抗腐蚀的保护覆膜作用。薄壁管材对于本身的材料质量 提出了更高的要求。
本申请发明人在实现镍基合金薄壁管材的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
1.薄壁管材对于管体的强度要求较高，避免由于管材厚度 影响最终的强度要求；
2.薄壁管材对于管材本身的仿佛和表面质量提出了更高的要求，避免质量的稳定性差会影响产品本身的使用寿命和结构强度，为此，我们提出一种镍基合金薄壁管材的制备方法来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种镍基合金薄壁管材的制备方法，通过调节机构，能够手动对活动辊进行前后推拉，带动U形传送带进行前后伸缩，进行较大幅度的调动，之后通过旋转精调螺栓，对活动柱进行前后精调，能够更加准确的进行调节，提高U形传送带调节的精度，通过安装漏斗机构，能够调节料斗与U形传送带之间的距离，避免下料的位置过于分散影响送粉量，通过安装料斗的内部安装压力传感器，能够检测料斗的内部残留原料的多少，方便及时的进行添加，在料斗出料的位置安装振动器，料斗下料时进行振动，能够使料斗下料更加均匀，避免出现卡料或下料你不均匀等现象。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种镍基合金薄壁管材的制备方法，包括制备加工方法包括如下步骤：
1)预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，将所述合金的管坯进行机加工、预热到180℃～250℃喷涂防氧化玻璃润滑剂，随后加热到1150℃～1280℃，保温2h～3h，覆涂玻璃润滑粉，热挤压获得管材A；
2)机加工：管坯省力复合挤压上述管材A挤压的挤压速度为5mm/s～7mm/s，采用复合挤压筒或挤压杆进行挤压，来进行机加工得到管材B，复合挤压筒或挤压杆的预热温度为500℃～550℃，挤压温度为1000℃～1150℃，机加工管坯机加工后旋压管坯的外径为450mm～650mm，壁厚为18mm～25mm，多道次强力变薄旋压采用三轮强力精密旋压机进行多道次变薄旋压；
3)热处理：半成品中间退火管材B半成品中间退火之间的总减薄率为55％～70％，得到经过热处理的管材C，提升表面质量，半成品多道次强力变薄旋压的道次减薄率为28％～32％，进给比为1.8mm/r～2.3mm/r，成品旋压和退火成品管材强旋的道次减薄率为25％～28％，进给比为1.2mm/r～1.8mm/r，半成品退火温度为880℃～950℃、保温时间为1.5～2小时，成品退火温度为650℃～780℃、保温时间为l～2小时；
4)表面处理：精整和抛光经精整和抛光后，薄壁管材外径公差小于±0.5mm，壁厚公差小于±0.1mm，直线度小于4mm/m；
5)后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗，酸洗步骤包括有多组酸洗槽，管材移动时依次浸渍到所述多个酸洗槽中，从而去除所述管材的氧化皮，获得成品管材。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的挤压模、挤压筒和挤压杆采用高温合金，模具的预热温度为550℃左右，极大的减少了坯料的降温，变形均匀、材料变形抗力小，显著的降低挤压力；通过挤压大变形+多道次旋压+热处理，材料的组织得到细化，有利于提高管材的综合性能，本发明的大口径镍基合金薄壁管材加工技术材料利用率高、成本低，产品附加值高，适合于大规模生产，具有显著的经济效益和社会效；
2、采用空心坯料复合挤压工艺，成型省力，制备的旋压管坯组织细小均匀，能够严格控制加工过程中组织的均匀性和细化组织，提高产品的综合性能，通过热处理工艺可获得不同的组织，具有更加致密的晶体结构，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺提升镍基合金薄壁管材质量；
3、表面处理，对于金属铸件，精整和抛光经精整和抛光后，表面热处理，提升表面质量可以增加对于管材本身的抗疲劳以及耐腐蚀能力，结合只有的酸洗步骤去除管材表面碎屑和浮绣之后再进行进一步喷漆等表面防护工艺，进一步提升管材的质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种镍基合金薄壁管材的制备方法，包括制备加工方法包括如下步骤：
1)预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，将所述合金的管坯进行机加工、预热到180℃喷涂防氧化玻璃润滑剂，随后加热到1150℃，保温2h，覆涂玻璃润滑粉，热挤压获得管材A；
2)机加工：管坯省力复合挤压上述管材A挤压的挤压速度为5mm/s，采用复合挤压筒或挤压杆进行挤压，来进行机加工得到管材B，复合挤压筒或挤压杆的预热温度为500℃，挤压温度为1000℃，机加工管坯机加工后旋压管坯的外径为450mm，壁厚为18mm，多道次强力变薄旋压采用三轮强力精密旋压机进行多道次变薄旋压；
3)热处理：半成品中间退火管材B半成品中间退火之间的总减薄率为55％，得到经过热处理的管材C，提升表面质量，半成品多道次强力变薄旋压的道次减薄率为28％，进给比为1.8mm/r，成品旋压和退火成品管材强旋的道次减薄率为25％，进给比为1.2mm/r，半成品退火温度为880℃、保温时间为1.5小时，成品退火温度为650℃、保温时间为l小时；
4)表面处理：精整和抛光经精整和抛光后，薄壁管材外径公差小于±0.5mm，壁厚公差小于±0.1mm，直线度小于4mm/m；
5)后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗，酸洗步骤包括有多组酸洗槽，管材移动时依次浸渍到所述多个酸洗槽中，从而去除所述管材的氧化皮，获得成品管材。
实施例2
一种镍基合金薄壁管材的制备方法，包括制备加工方法包括如下步骤：
1)预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，将所述合金的管坯进行机加工、预热到180℃～250℃喷涂防氧化玻璃润滑剂，随后加热到1280℃，保温3h，覆涂玻璃润滑粉，热挤压获得管材A；
2)机加工：管坯省力复合挤压上述管材A挤压的挤压速度为7mm/s，采用复合挤压筒或挤压杆进行挤压，来进行机加工得到管材B，复合挤压筒或挤压杆的预热温度为550℃，挤压温度为1150℃，机加工管坯机加工后旋压管坯的外径为650mm，壁厚为25mm，多道次强力变薄旋压采用三轮强力精密旋压机进行多道次变薄旋压；
3)热处理：半成品中间退火管材B半成品中间退火之间的总减薄率为70％，得到经过热处理的管材C，提升表面质量，半成品多道次强力变薄旋压的道次减薄率为32％，进给比为2.3mm/r，成品旋压和退火成品管材强旋的道次减薄率为28％，进给比为1.8mm/r，半成品退火温度为950℃、保温时间为2小时，成品退火温度为780℃、保温时间为2小时；
4)表面处理：精整和抛光经精整和抛光后，薄壁管材外径公差小于±0.5mm，壁厚公差小于±0.1mm，直线度小于4mm/m；
5)后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗，酸洗步骤包括有多组酸洗槽，管材移动时依次浸渍到所述多个酸洗槽中，从而去除所述管材的氧化皮，获得成品管材。
实施例3
一种镍基合金薄壁管材的制备方法，包括制备加工方法包括如下步骤：
1)预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，将所述合金的管坯进行机加工、预热到210℃喷涂防氧化玻璃润滑剂，随后加热到1230℃，保温3h，覆涂玻璃润滑粉，热挤压获得管材A；
2)机加工：管坯省力复合挤压上述管材A挤压的挤压速度为6mm/s，采用复合挤压筒或挤压杆进行挤压，来进行机加工得到管材B，复合挤压筒或挤压杆的预热温度为530℃，挤压温度为1080℃，机加工管坯机加工后旋压管坯的外径为550mm，壁厚为21mm，多道次强力变薄旋压采用三轮强力精密旋压机进行多道次变薄旋压；
3)热处理：半成品中间退火管材B半成品中间退火之间的总减薄率为68％，得到经过热处理的管材C，提升表面质量，半成品多道次强力变薄旋压的道次减薄率为30％，进给比为2.1mm/r，成品旋压和退火成品管材强旋的道次减薄率为26％，进给比为1.5mm/r，半成品退火温度为920℃、保温时间为1.8小时，成品退火温度为720℃、保温时间为2小时，通过热处理工艺可获得不同的组织，具有更加致密的晶体结构，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺提升镍基合金薄壁管材质量；
4)表面处理：精整和抛光经精整和抛光后，薄壁管材外径公差小于±0.5mm，壁厚公差小于±0.1mm，直线度小于4mm/m；表面处理，对于金属铸件，精整和抛光经精整和抛光后，表面热处理，提升表面质量可以增加对于管材本身的抗疲劳以及耐腐蚀能力，结合只有的酸洗步骤去除管材表面碎屑和浮绣之后再进行进一步喷漆等表面防护工艺，进一步提升管材的质量；
5)后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗，酸洗步骤包括有多组酸洗槽，管材移动时依次浸渍到所述多个酸洗槽中，从而去除所述管材的氧化皮，获得成品管材。
具体实施过程：本发明的挤压模、挤压筒和挤压杆采用高温合金，模具的预热温度为550℃左右，极大的减少了坯料的降温，变形均匀、材料变形抗力小，显著的降低挤压力；通过挤压大变形+多道次旋压+热处理，材料的组织得到细化，有利于提高管材的综合性能，本发明的大口径镍基合金薄壁管材加工技术材料利用率高、成本低，产品附加值高，适合于大规模生产，具有显著的经济效益和社会效。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于，制备加工方法包括如下步骤：
1)预处理：离心铸造厚壁镍基合金管坯，将所述合金的管坯进行机加工、预热到180℃～250℃喷涂防氧化玻璃润滑剂，随后加热到1150℃～1280℃，保温2h～3h，覆涂玻璃润滑粉，热挤压获得管材A；
2)机加工：管坯省力复合挤压上述管材A挤压的挤压速度为5mm/s～7mm/s，采用复合挤压筒或挤压杆进行挤压，来进行机加工得到管材B；
3)热处理：半成品中间退火管材B半成品中间退火之间的总减薄率为55％～70％，得到经过热处理的管材C，提升表面质量；
4)表面处理：精整和抛光经精整和抛光后，薄壁管材外径公差小于±0.5mm，壁厚公差小于±0.1mm，直线度小于4mm/m；
5)后处理：包括有酸洗和清洗，将步骤(4)所得的管材进行酸洗和清洗，获得成品管材。
2.根据权利要求1所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述机加工步骤中：复合挤压筒或挤压杆的预热温度为500℃～550℃，挤压温度为1000℃～1150℃。
3.根据权利要求2所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述机加工步骤中：机加工管坯机加工后旋压管坯的外径为450mm～650mm，壁厚为18mm～25mm。
4.根据权利要求3所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述机加工步骤中：多道次强力变薄旋压采用三轮强力精密旋压机进行多道次变薄旋压，半成品多道次强力变薄旋压的道次减薄率为28％～32％，进给比为1.8mm/r～2.3mm/r。
5.根据权利要求1所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述热处理步骤中：半成品退火温度为880℃～950℃、保温时间为1.5～2小时。
6.根据权利要求5所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述热处理步骤中：成品旋压和退火成品管材强旋的道次减薄率为25％～28％，进给比为1.2mm/r～1.8mm/r。
7.根据权利要求6所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述热处理步骤中：成品退火温度为650℃～780℃、保温时间为l～2小时。
8.根据权利要求1所述的一种镍基合金薄壁管材的制备方法，其特征在于：所述后处理步骤中：酸洗步骤包括有多组酸洗槽，管材移动时依次浸渍到所述多个酸洗槽中，从而去除所述管材的氧化皮。
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Cited By (1)
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| CN117102273A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 钛合金无缝管及提高其旋转弯曲疲劳性能的方法 |
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- 2022-07-14 CN CN202210826814.5A patent/CN115138708A/zh not_active Withdrawn
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| CN117102273A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 钛合金无缝管及提高其旋转弯曲疲劳性能的方法 |
| CN117102273B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-02-02 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 钛合金无缝管及提高其旋转弯曲疲劳性能的方法 |
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