CN102019534B - 一种阀门零件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀门零件的制造方法,该方法包括以下步骤:取电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯后打磨精整,做探伤之后下料;将上述坯料加热至1140-1160℃,再保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理;对得到的坯料进行探伤检查;最后对样品进行固溶处理、空冷稳定化处理及时效硬化处理即可。与现有技术相比,本发明保证了坯料的合格性,降低常规一次锻造带来的风险性,减少了坯料的里外温差,解决了由加热不合理而造成的报废,避免了锻件中心裂纹以及开裂的现象,提高了成材率,得到的锻件产品合格率达98%以上。

Description

一种阀门零件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种阀门零件的制造方法。
背景技术
阀碟阀杆材料(NiCr20TiAl)是汽轮发电机组调节进气量的重要零部件,保证了机组的安全运行。随着汽轮机制造业的不断进步,目前世界上汽轮机发电行业已采用超超临界机组,降低了大量的能源损耗并且提高了汽轮机的发电效率。随着超超临界机组的出现,汽轮机进气温度和压力大幅度提高,制造阀碟阀杆的材料从原来的马氏体不锈钢改成了使用温度>650℃的镍基高温合金,保证了汽轮机正常的工作要求和安全要求。由于制造镍基高温合金阀碟阀杆技术要求高、工艺复杂、材料性能特殊,包括:1.高温抗变形强度是普通合金钢的6-8倍,2.锻造温度范围小(120℃-200℃),3.力学性能、金相组织、探伤要求高,4.制作废品率高,长期以来制造技术一直被国外公司垄断,只能依靠国外进口,严重影响了我国汽轮机行业的发展和走国产化的进程。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作合理、避免锻件中间出现裂纹的阀门零件的制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种阀门零件的制造方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)取直径为480mm的电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯至直径为300mm,经打磨精整,做探伤之后下料;
(2)锻造处理:将上述坯料加热至1140-1160℃,再保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理;所述的步骤(2)中按形状对样品分级锻造,最后一次预留变形量>20%,已成品部分用高温棉包扎进炉进行局部加热,加热温度降至1050-1080℃,保温时间每1mm截面≤0.25min;
(3)对得到的坯料进行加工及探伤检查;
(4)热处理工艺:该工艺包括固溶处理、稳定化处理及时效硬化处理三个步骤:
固溶处理:将样品加热至1050-1080℃,保温8h,然后空冷至20-25℃;
稳定化处理:将上述样品加热至840-860℃,保温24h,然后空冷至20-25℃;
时效硬化处理:将上述样品加热至690-710℃,保温16h,最后空冷至20-25℃即可。
所述的步骤(3)中探伤为超声波探伤,按照EN10228-4标准表2中3b-3c类进行100%检验。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)改变通用一次锻造的操作工序而采用二次锻造,保证了坯料的合格性,降低常规一次锻造带来的风险性;
(2)由于镍基高温合金抗变形能力强,塑性、导热性差,对温度要求敏感,在锻造加工中往往失败在加热温度和保温时间不合理,现采用二级保温时段和最佳的加热温度及合理的保温时间,减少了坯料的里外温差,解决了由加热不合理而造成的报废;
(3)锻造方法改变。现采用坯料初锻用V形砧轻击表面,使坯料内部晶格变动即回炉加热还原,第二火开锻可采用二轻一重的锻造方法,避免了锻件中心裂纹以及开裂的现象,提高了成材率;
(4)由于镍基高温合金材料内部属奥氏体组织,机械性能、晶粒度的保证取决于锻造变形量和末火次变形量及加热温度和时间,目前大多制造单位此类产品到最后做机械性能、晶粒度测试,不合格或同一件产品部分合格部分不合格而造成报废。对此情况我采取适当降低末火温度和保温时间、局部加热和局部用高温棉包扎后进炉加热方法来防止已锻好部分的晶粒长大、3.保证末火次预留>20%的变形量,得到的锻件产品合格率达98%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)取直径为480mm的电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯至直径为300mm,然后经打磨精整,做探伤之后下料,准备进行第二阶段锻打;
(2)将上述坯料加热至1150℃,保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理,总锻比>5,并且按形状分级锻造,最后一次预留变形量>20%,已成品部分用高温棉包扎进炉进行局部加热,加热温度降至1060℃,保温时间每1mm截面≤0.25min;
(3)对得到的坯料进行加工,并做超声波探伤检查,按照EN10228-4标准表2中3b-3c类进行100%检验;
(4)热处理工艺:该工艺包括固溶处理、稳定化处理及时效硬化处理三个步骤:
固溶处理:将样品加热至1060℃,保温8h,然后空冷至室温20℃;
稳定化处理:将上述样品加热至850℃,保温24h,然后空冷至室温25℃;
时效硬化处理:将上述样品加热至700℃,保温16h,最后空冷至室温20℃即得到成品,将得到的成品切割进行硬度和机械性能测试,得到合格的产品。
得到的产品化学成分配比如表1所示,力学性能如表2所示:
表1各组分的质量分数
C Si Mn P S Al B
0.04-0.10 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.01 ≤0.01 1.00-1.80 ≤0.008
Cr Ni Cu Co Ti Fe Ti+Al
18.00-21.00 ≥65 ≤0.20 ≤1.00 1.80-2.70 ≤1.50 ≥3.5
表2
实施例2
(1)取直径为480mm的电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯至直径为300mm,然后经打磨精整,做探伤之后下料,准备进行第二阶段锻打;
(2)将上述坯料加热至1140℃,再保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理,总锻比>5,并且按形状分级锻造,最后一次预留变形量>20%,已成品部分用高温棉包扎进炉进行局部加热,加热温度降至1050℃,保温时间每1mm截面≤0.25min;
(3)对得到的坯料进行加工,并做超声波探伤检查,按照EN10228-4标准表2中3b-3c类进行100%检验;
(4)热处理工艺:该工艺包括固溶处理、稳定化处理及时效硬化处理三个步骤:
固溶处理:将样品加热至1050℃,保温8h,然后空冷至20℃;
稳定化处理:将上述样品加热至840℃,保温24h,然后空冷至20℃;
时效硬化处理:将上述样品加热至690℃,保温16h,最后空冷至25℃即得到成品,将得到的成品切割进行硬度和机械性能测试,得到合格的产品。
实施例3
(1)取直径为480mm的电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯至直径为300mm,然后经打磨精整,做探伤之后下料,准备进行第二阶段锻打;
(2)将上述坯料加热至1140-1160℃,再保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理,总锻比>5,并且按形状分级锻造,最后一次预留变形量>20%,已成品部分用高温棉包扎进炉进行局部加热,加热温度降至1080℃,保温时间每1mm截面≤0.25min;
(3)对得到的坯料进行加工,并做超声波探伤检查,按照EN10228-4标准表2中3b-3c类进行100%检验;
(4)热处理工艺:该工艺包括固溶处理、稳定化处理及时效硬化处理三个步骤:
固溶处理:将样品加热至1080℃,保温8h,然后空冷至25℃;
稳定化处理:将上述样品加热至860℃,保温24h,然后空冷至20℃;
时效硬化处理:将上述样品加热至710℃,保温16h,最后空冷至25℃即得到成品,将得到的成品切割进行硬度和机械性能测试,得到合格的产品。

Claims (2)

1.一种阀门零件的制造方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)取直径为480mm的电渣重熔锭坯料进行锻造,开坯至直径为300mm,经打磨精整,做探伤之后下料;
(2)锻造处理:将上述坯料加热至1140-1160℃,再保温90min,然后对坯料进行镦粗、拔长、镦粗、拔长、倒角、分料、拔长及滚圆成形处理;所述的步骤(2)中按形状对样品分级锻造,最后一次预留变形量>20%,已成品部分用高温棉包扎进炉进行局部加热,加热温度降至1050-1080℃,保温时间每1mm截面≤0.25min;
(3)对得到的坯料进行加工及探伤检查;
(4)热处理工艺:该工艺包括固溶处理、稳定化处理及时效硬化处理三个步骤:
固溶处理:将样品加热至1050-1080℃,保温8h,然后空冷至20-25℃;
稳定化处理:将上述样品加热至840-860℃,保温24h,然后空冷至20-25℃;
时效硬化处理:将上述样品加热至690-710℃,保温16h,最后空冷至20-25℃即可。
2.根据权利要求1所述的一种阀门零件的制造方法,其特征在于,所述的步骤(3)中探伤为超声波探伤,按照EN10228-4标准表2中3b-3c类进行100%检验。
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