一種合金GH600無縫管的加工工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種高溫合金GH600無縫管的加工工藝，工藝如下：真空冶煉→鍛造→車光棒、圓管坯→穿孔、修磨→酸洗→冷加工→真空熱處理。工藝合理，使用方便，是高溫合金GH600無縫管理想的加工工藝。

【技術實現步驟摘要】
一種合金GH600無縫管的加工工藝
本專利技術涉及一種合金的加工工藝，特別是一種高溫合金GH600無縫管的加工工藝，適用于航空級高溫合金GH600無縫管生產。
技術介紹
目前，高溫合金GH600無縫管生產工藝不合理，加工的產品質量差，滿足不了用戶的要求。
技術實現思路
本專利技術所要解決的問題在于，克服現有技術的不足，提供了一種高溫合金GH600無縫管的加工工藝。該工藝不僅設計合理，使用方便，而且節省材料，加工質量好。本專利技術采用的技術方案是：工藝如下：真空冶煉→鍛造→車光棒、圓管坯→穿孔、修磨→酸洗→冷加工→真空熱處理。本專利技術的有益效果是，工藝合理，使用方便，節省材料，加工質量好。具體實施方式工藝如下；真空冶煉→鍛造→車光棒、圓管坯→穿孔、修磨→酸洗→冷加工→真空熱處理。1)冶煉GH600為鎳基高溫合金，有較高的鋁、鈦含量，這些活性元素與氧、氮親和力很強，易生成NTi，Ti(CN)及Al2O3，夾雜，影響合金的純凈程度。鋁、鈦、鈮、鈷等元素同時并存，比重差別也大，因此成分不易均勻，尤其是大截面的錠型，更易引起偏析和不均勻性。因此，合金成分控制范圍嚴格，為得到良好的成分配合，鋁、鈦要控制在極窄的范圍內，有害雜質應盡量低。這些較嚴格的要求為選擇冶煉手段提出了依據。該合金一般有兩種冶煉工藝：真空感應爐+電渣重熔和非真空感應爐+電渣重熔。每一種冶煉工藝冶煉的GH600合金都顯示良好的鍛造塑性。即每一種工藝冶煉都顯示較好的熱加工性能。非真空感應爐+電渣重熔工藝冶煉出的合金，屈服強度和抗拉強度顯著高于真空感應爐+電渣重熔工藝冶煉的合金，而伸長率則明顯低于真空冶煉的合金。其原因在于真空冶煉的合金純潔度更高些，因而顯示出更加優良的材料塑性。由于該產品在冶煉后需大量的塑性變形加工，其塑性好壞將直接影響后續步驟的工藝難度。另外材料的純潔度還將對產品的表面質量產生直接影響，純潔度低的材料將容易在軋制時產生折疊，導致管材報廢。2)鍛造GH600高溫合金管材成品其關鍵技術是鍛造鍛造工藝在設計時主要考慮與加熱溫度、開始與終止變形溫度范圍、變形程度、變形速度。鎳基變形合金由于其合金元素含量較多，合金化程度高，并有較多的強化相數量，這本身就使壓力加工過程變得困難，顯示出與普通鋼的壓力加工過程有較大的區別。工藝塑性低，變形抗力大，導熱系數小，這是鎳基合金的一般特點。鎳基合金鋼錠加熱時，為了避免產生大的熱應力造成裂紋的出現，升溫要緩慢，預熱時間較長，約占總加熱時間2/3，在800-900℃以上時可快速加熱.此外，鎳基變形合金的加工溫度范圍較窄。這是因為加工的上限溫度受熔點和微量元素及有害雜質的影響。如GH3600合金中加有多種微量元素，它們往往形成化合物存在于晶界，在1200-1300℃即成熔化的共晶狀態存在，合金呈現過燒，因此加工的上限溫度受到極大限制。通過綜合考慮以上因素，軋制溫度為1038-1150℃，這一較窄的變形溫度范圍，并嚴格保證終鍛溫度在900℃以上。3)車光棒、圓管坯、通過車削，管坯任何內部和表面缺陷，都會影響鋼管的質量，所以必須對其作表面檢驗和低倍組織檢驗。在表面不允許有目視可見的缺陷如裂紋、夾雜、結疤、氣孔以及較深的尖銳劃傷、凹坑、壓痕等。低倍組織缺陷包括中心疏松、縮孔、皮下裂紋、中間裂紋、和皮下氣泡等。低倍組織缺陷只能通過控制前期工藝避免，表面缺陷可通過局部磨修清除。4)穿孔、修磨GH600高溫合金的變形抗力大，穿孔困難，對穿孔設備要求較高，必須采用特殊要求的輥、連桿、頂頭，以保證穿出合格的管坯。穿孔后必須嚴格按工藝修磨以解決內壁折疊、裂紋等缺陷，同時要嚴格控制壓下量，以解決劃傷問題。(1)加熱工藝的合理制定。由于穿孔變形復雜，穿孔過程中最明顯的就是金屬隨變形有明顯的“溫升”，那么在連續不可調整的穿孔過程中，就容易造成管坯在過熱或過燒的低塑性條件下進行變形從而形成穿孔缺陷。所以在制定加熱曲線時要合理設計和控制管坯的加熱溫度、加熱速度和加熱時間，同時，管坯的加熱溫度要適當低于合金鍛造或軋制時的加熱溫度，以便保證材料在最佳溫度內實現熱變形。(2)變形參數的選擇及調整。金屬材料的熱穿孔是一個變形量不均勻的變形過程。材料在變形過程中根據軋輥作用的不同可分為四個區間，即穿孔準備區、穿孔區、輾軋區、轉圓區。在四個區內，坯料是動態變化的；在穿孔準備區，一般易形成分層缺陷；在穿孔區，主要易形成孔腔；在輾軋區，主要易形成分層及內折內裂；在轉圓區，主要是規圓，基本不參與變形。針對上面問題，在穿孔過程中要合理調整各段的長度，盡量避免缺陷的產生。根據高溫合金的特點，穿孔時區可以適度增長，區適度減少，區變形不均勻且嚴重，需要調整軋機轉速、軋輥前進角、壓下量等參數。(3)軋輥轉速的影響。軋輥的轉速也對合金的穿孔質量有著重要影響，轉速過高，會造成穿孔過程的分層；轉速過低，穿孔過程中會形成孔腔。受高溫合金材料本身特點的影響，必須選擇一個合適的轉速，根據幾個合金的穿孔實踐，認為最佳轉速控制在80-150r/min較為合適，可以得到較高質量的毛管。(4)孔型橢圓度的影響。高溫合金穿孔過程中因軸向力大，其軸向變形的趨勢相對也會增加，這樣就容易較早形成孔腔，從而產生內表面缺陷。因此，必須適當減小導板間距以控制坯料的橫向變形，防止缺陷產生，也就是控制橢圓度即“橢圓系數度”問題，高溫合金的孔型橢圓度要比其他不銹鋼或合金鋼的低，控制在1.03-1.15之間。同時也要防止過小，否則也會造成軋卡或毛管外表面缺陷，這主要是由于合金變形抗力大，在導板相對作用加大時，使管材旋轉阻力急劇增大，導致軋卡現象或缺陷產生。5)酸洗內壁黃斑、花斑等其原因是由于中間道次的熱處理是氧化處理，且管材直徑小，內孔酸洗未洗干凈造成的，因此，一方面增加道次的酸洗，加強酸洗、水洗的循環，同時再用高壓水沖洗，以加強內壁清洗效果；另一方面，試用新型易清洗的潤滑劑，以及效果好的清洗劑并檢測其效果，以達到內壁清潔，避免產生內壁黃斑、花斑，提高表面質量的效果。6)冷加工成品采取拔制工藝，在變形過程中需合理分配減徑，減壁量，變形量，制定相應的熱處理工藝，以防止拔制過程中的斷頭、拔制裂紋及內外表面缺陷的產生。管材成品的探傷、擴口、壓扁、晶粒度的控制和熱處理工藝以及道次壓下量有關，因此要制定合理的中間熱處理制度和冷加工工藝，特別是成品真空退火的熱處理制度，須在1010℃左右確定合適的熱處理溫度，通過采取不同的冷卻方法控制冷卻速度來尋找最佳工藝，以確保晶粒均勻且晶粒度7級以上。同時適當減小每道次的壓下量，尤其是最后一道的壓下量必須通過試驗來確定最佳工藝并嚴格控制，以確保成品的探傷、擴口、壓扁等檢測合格。對于冷拔、冷軋工藝中易產生的缺陷均能根據檢測結果采取相應對策解決。例如在冷軋過程中易出現壁厚不均、折疊、波紋、凹坑缺陷。可分別通過更換軋輥、更換支承板、減小送進量或改變變形制度等方法對應解決。為增大成材率，在生產中需增加中間檢驗力度，做到及時發現問題及時調整工藝。7)真空熱處理管材成品最后需經過真空熱處理交貨。金屬間化合物相強化的鎳基變形合金的熱處理是獲得一定性能所必須的。高溫合金的熱處理一般來說分兩種：一種是加工過程中為軟化合金而進行的退火處理；另一種是為獲得一定性能而進行的固溶處理。固溶處理即將合金加熱到一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合金GH600無縫管的加工工藝，其特征在于：工藝如下：真空冶煉→鍛造→車光棒、圓管坯→穿孔、修磨→酸洗→冷加工→真空熱處理。

【技術特征摘要】
1.一種合金GH600無縫管的加工工藝，其特征在于：工藝如下：真空...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙敏，
申請(專利權)人：趙敏，
類型：發明
國別省市：山東,37