CN102839299B - 挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法，包括下述步骤：将纯度不低于99.96％的电解镍板置于真空感应熔炼炉中，通电加热至1450-1500℃使电解镍板熔化得镍熔液；在镍熔液中加入石墨，然后加温至1500-1530℃，精炼30-35分钟得纯度更高的镍熔液；在纯度更高的镍熔液中加入高纯钛，保温5分钟又得镍熔液；在镍熔液中加入镍镁合金，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有管状陶瓷模芯的圆形模具中得铸锭；铸锭在真空感应熔炼炉中凝固10-30分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；将空心铸锭的底部和顶部锯切，车光铸锭外圆，然后车出内孔即可。
Description
技术领域
本发明属无缝管坯生产技术领域，具体涉及挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法。
背景技术
挤压法生产镍管坯是制作高品质镍无缝管的常用方法，挤压坯料一般采用真空感应炉熔炼，先铸造成圆形铸锭，冷却出炉后车光并切掉头尾部，钻中心孔（或者热穿孔，冷却后车光铸锭内外表面、上下端面），制成挤压坯料。由于镍的冷加工性能差，钻孔时排屑困难，使得挤压坯料生产效率低、成品率低、成本高（热穿孔也因为工序较多，专用热穿孔设备投资大，也使得挤压坯料生产效率低、成品率低、成本高。），因此有必要改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法，在圆形模具中设有管状陶瓷模芯，将熔化后的镍熔液浇入圆形模具中，冷却后铸锭中心的管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而碎裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭。
本发明采用的技术方案：挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法，包括下述步骤：
1）将纯度不低于99.96％的电解镍板置于真空感应熔炼炉中，通电加热至1450-1500℃使电解镍板熔化得镍熔液；
2）在镍熔液中加入石墨，镍熔液和石墨的配比为100：0.02-0.05，然后加温至1500-1530℃，精炼30-35分钟得纯度更高的镍熔液；
3）在纯度更高的镍熔液中加入高纯钛，纯度更高的镍熔液和高纯钛的配比为100：0.02-0.05，保温5分钟又得镍熔液；
4）在步骤3）所得的镍熔液中加入镍镁合金，镍熔液和镍镁合金（镁含量为20％-22％）的配比为100：0.12-0.30，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有管状陶瓷模芯的圆形模具中得铸锭；
5）铸锭在真空感应熔炼炉中凝固10-30分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；
6）将空心铸锭的底部和顶部锯切，车光铸锭外圆，然后车出内孔即可。
上述步骤1）中，真空感应熔炼炉中的真空度达到5Pa时开始加热熔炼，熔炼功率为220KW，电解镍板全部熔化后功率降低到180KW。
上述步骤4）中，浇注时采用慢-快-慢的方法，既保证不烧坏圆形铸铁模具，也保证铸锭内部不出现气孔、疏松的质量缺陷。
上述步骤4）中，所述镍镁合金中镁的含量为20％。
本发明与现有技术相比解决镍冷加工性能差的难题，无需在铸锭中心钻孔，将铸锭外圆车光后直接车出内孔即可，不仅提高生产效率和成品率，而且有效降低生产成本。
具体实施方式
下面描述本发明的实施例。
实施例一：以生产外径295mm，内孔135mm，长度770mm的N6空心坯料为例：
1）将570kg纯度不低于99.96％的电解镍板置于真空感应熔炼炉中，真空感应熔炼炉中的真空度达到5Pa时，用350Kw的加热功率加热至1500℃使电解镍板开始熔化；然后把熔炼功率为220KW，电解镍板全部熔化后功率降低到180KW。
2）在镍熔液中加入石墨285g，然后加温至1530℃，精炼35分钟得纯度更高的镍熔液；
3）在纯度更高的镍熔液中加入高纯钛285g，保温5分钟又得镍熔液；
4）在步骤3）所得的镍熔液中加入镍镁合金1710g，镍熔液和镍镁合金中镁含量为20％，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有管状陶瓷模芯的圆形铸铁模具中得铸锭；浇注时采用慢-快-慢的方法，既保证不烧坏圆形铸铁模具，也保证铸锭内部不出现气孔、疏松的质量缺陷。
5）铸锭在真空感应熔炼炉中凝固30分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；
6、锯切空心铸锭的底部和顶部，先锯掉底部20mm，量好尺寸后锯掉顶部，保证铸锭长度在770mm左右；
7、把空心铸锭的外圆车光到295mm，内孔车光到135mm即可。
实施例二：以生产外径245mm，内孔75mm，长度500mm的N4空心坯料为例：
1、将350kg纯度不低于99.96％的电解镍板装入真空感应熔炼炉中，真空感应熔炼炉中的真空度达到5Pa时开始加温至1450℃熔炼，熔炼功率为220KW，约100分钟后电解镍板全部熔化变为镍熔液后功率降低到180KW；熔炼过程中真空度不得大于5Pa。
2、在镍熔液中加入100g石墨，然后加温至1500℃，精炼30分钟得纯度更高的镍熔液；
3、在纯度更高的镍熔液中加入100g高纯钛，保温5分钟又得镍熔液；
4、在步骤3）所得的镍熔液中加入800g镍镁合金，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有直径70mm管状陶瓷模芯的圆形纸贴模具中得铸锭；浇注时采用慢-快-慢的方法，既保证不烧坏圆形铸铁模具，也保证铸锭内部不出现气孔、疏松的质量缺陷；
5、铸锭在真空感应熔炼炉中凝固15分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；
6、锯切空心铸锭的底部和顶部，先锯掉底部20mm，量好尺寸后锯掉顶部，保证铸锭长度在500mm左右；
7、把空心铸锭的外圆车光到245mm，内孔车光到75mm即可。
实施例三：以生产外径265mm，内孔85mm，长度600mm的N4空心坯料为例：
1、将450kg纯度不低于99.96％的电解镍板装入真空感应熔炼炉中，真空感应熔炼炉中的真空度达到5Pa时开始加温至1480℃熔炼，熔炼功率为220KW，约100分钟后电解镍板全部熔化变为镍熔液后功率降低到180KW；熔炼过程中真空度不得大于5Pa。
2、在镍熔液中加入135g石墨，然后加温至1520℃，精炼33分钟得纯度更高的镍熔液；
3、在纯度更高的镍熔液中加入135g高纯钛，保温5分钟又得镍熔液；
4、在步骤3）所得的镍熔液中加入1125g镍镁合金，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有直径70mm管状陶瓷模芯的圆形纸贴模具中得铸锭；浇注时采用慢-快-慢的方法，既保证不烧坏圆形铸铁模具，也保证铸锭内部不出现气孔、疏松的质量缺陷；
5、铸锭在真空感应熔炼炉中凝固20分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；
6、锯切空心铸锭的底部和顶部，先锯掉底部20mm，量好尺寸后锯掉顶部，保证铸锭长度在600mm左右；
7、把空心铸锭的外圆车光到265mm，内孔车光到85mm即可。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (2)
1.挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
1）将纯度不低于99.96%的电解镍板置于真空感应熔炼炉中，通电加热至1450-1500℃使电解镍板熔化得镍熔液；
2）在镍熔液中加入石墨，镍熔液和石墨的配比为100：0.02-0.05，然后加温至1500-1530℃，精炼30-35分钟得纯度更高的镍熔液；
3）在纯度更高的镍熔液中加入高纯钛，纯度更高的镍熔液和高纯钛的配比为100：0.02-0.05，保温5分钟又得镍熔液；
4）在步骤3）所得的镍熔液中加入镍镁合金，所述镍镁合金中镁的含量为20%-22%，镍熔液和镍镁合金的配比为100：0.12-0.30，然后加温至1540℃，保温5分钟后浇注到中间固定有管状陶瓷模芯的圆形铸铁模具中得铸锭；浇注时采用慢-快-慢的方法，既保证不烧坏圆形铸铁模具，也保证铸锭内部不出现气孔、疏松的质量缺陷；
5）铸锭在真空感应熔炼炉中凝固10-30分钟后出炉，脱模后自然冷却，管状陶瓷模芯由于铸锭的冷却收缩而破裂，将陶瓷碎片去除形成空心铸锭；
6）将空心铸锭的底部和顶部锯切，车光铸锭外圆，然后车出内孔即可。
2.根据权利要求1所述的挤压管坯用纯镍空心坯料的制备方法，其特征在于：上述步骤1）中，真空感应熔炼炉中的真空度达到5Pa时开始加热熔炼，熔炼功率为220KW，电解镍板全部熔化后功率降低到180KW。
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