CN103252621A - 一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，本方法采用冷轧和还原性气氛下直接时效，将热轧圆钢在1150℃——1180℃下进行退火，碾头、矫直、酸洗、修磨；采用冷轧机轧制；接着直接进行实效工艺，在750±10℃下保温Cx4h，随炉冷却至650±10℃再保温Cx4h；最后进行研磨。本发明工艺简单，成材率高，产量大，精度、性能高；可以生产出综合性能优于其他常规加工方法生产的产品。

Description

一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法

技术领域

本发明涉及材料加工领域，具体地说是高精度直条的加工方法。

背景技术

对于加工具有高强度、高精度，一定长度的Nimonic90直条，从Nimonic90直条生产工艺考虑，有相当的难度。其技术难点在于:该Nimonic90直条要求高强度、高精度，一般生产方法很难同时满足或者生产量很小，成材率低下，成本高。Nimonic90合金冷加工硬化现象严重，采用拉拔技术弯曲较大，退火后矫直，采用时效处理，力学性能很低；而冷轧直条，由于加工硬化，内应力集中，产品塑性低，易断裂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种满足高强度、高精度要求的、成材率高、可以批量生产的Nimonic90高强度、高精度直条加工方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，采用冷轧和还原性气氛下直接时效的加工方法，具体操作步骤如下（见图1）：

1）将热轧圆钢在1150℃——1180℃下进行退火，碾头、矫直、酸洗、修磨；

2）采用冷轧机轧制；

3）接着直接进行实效工艺，在750±10℃下保温Cx4h，随炉冷却至650±10℃再保温Cx4h；

4）最后进行研磨，可以清除表面氧化皮，精确控制外圆尺寸。

所述步骤2）中采用冷轧机三道次轧制，细化晶粒。

第一道次下压量<5%；第二道次轧制到产品尺寸；第三道次修整圆度。

一般第二道次的下压量10%——25%较为合适，过小，晶粒细化不均匀，过大，材料硬化严重对轧辊损伤大。

有益效果：本发明工艺简单，成材率高，产量大，精度、性能高；可以生产出综合性能优于其他常规加工方法生产的产品。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为具体实施例流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图2所示，生产尺寸Φ12.2-0.04表面要求光洁，长度4m倍尺，弯曲度<2mm/米的Nimonic90直条，性能要求σb≥1200Mpa，σ0.2≥850MPa，硬度≥340HB，δ≥8%。

加工工艺过程

1.选用Φ16mm热轧圆钢，1160℃x40min，水冷，布氏硬度≤100HB。

2.采用冷轧机轧制。

将退火后的圆钢碾头、矫直、酸洗、修磨，用冷轧机采用三道次冷轧轧制，第一次变形0.5mm，消除表面凸凹以及调整圆条圆度、直度，冷加工硬化较小，第二道次轧至Φ12.5mm，第三道次微变形修整，调整直条圆度，倍尺。

试验证明第一道次变形量>5%时，加工硬化严重，第二道次轧辊吃力，轧制难以进行。因此第一道次变形量尽量采取小变形（5%以内），但应保证消除表面凸凹。同时第二道次轧制变形量，应控制在适当范围内，变形量过小，晶粒细化不彻底；变形量过大，刺耳凸出，第三道次轧制后难以改善圆度。

3.直接时效处理

将轧制后的直条采用760±10℃x4h+650±10℃x4h直接时效。时效后进行无心研磨，得到的产品精度高，综合性能好。

通过拉伸试验，硬度检验，得出如下数据：

1）冷轧直条

σb=1192Mpa  σ0.2=890MPa  δ=8%  Ψ=13%  布氏硬度=350HB;

2）750±10℃x4h+650±10℃x4h直接时效。

σb=1254Mpa  σ0.2=920MPa  δ=15%  Ψ=31%  布氏硬度=370HB;

3）730℃x4h+630℃x4h直接时效

σb=1098Mpa  σ0.2=830MPa  δ=13%  Ψ=27%  布氏硬度=323HB;

4）770℃x4h+670℃x4h直接时效

σb=1064Mpa  σ0.2=810MPa  δ=18%  Ψ=34%  布氏硬度=320HB;

实施例2：

生产尺寸Φ12.2-0.04表面要求光洁，长度4m倍尺，弯曲度<2mm/米的Nimonic90直条，性能要求σb≥1200Mpa，σ0.2≥850MPa，硬度≥340HB，δ≥8%。

加工工艺过程

1.选用Φ16mm热轧圆钢，1150℃x40min，水冷，布氏硬度≤100HB。

2.采用冷轧机轧制。

将退火后的圆钢碾头、矫直、酸洗、修磨，用冷轧机采用三道次冷轧轧制，第一次变形0.4mm，消除表面凸凹以及调整圆条圆度、直度，冷加工硬化较小，第二道次轧至Φ10mm，第三道次微变形修整，调整直条圆度，倍尺。

试验证明第一道次变形量>5%时，加工硬化严重，第二道次轧辊吃力，轧制难以进行。因此第一道次变形量尽量采取小变形（5%以内），但应保证消除表面凸凹。同时第二道次轧制变形量，应控制在适当范围内，变形量过小，晶粒细化不彻底；变形量过大，刺耳凸出，第三道次轧制后难以改善圆度。

3.直接时效处理

将轧制后的直条采用750℃x4h+650℃x4h直接时效。时效后进行无心研磨，得到的产品精度高，综合性能好。

通过拉伸试验，硬度检验，得出如下数据：

1）冷轧直条

σb=1190Mpa  σ0.2=892MPa  δ=9%  Ψ=14%  布氏硬度=352HB;

2）750℃x4h+650℃x4h直接时效。

σb=1253Mpa  σ0.2=922MPa  δ=15%  Ψ=31%  布氏硬度=373HB;

3）740℃x4h+640℃x4h直接时效

σb=1095Mpa  σ0.2=833MPa  δ=14%  Ψ=26%  布氏硬度=321HB;

4）772℃x4h+672℃x4h直接时效

σb=1062Mpa  σ0.2=812MPa  δ=18%  Ψ=35%  布氏硬度=320HB;

实施例3：

生产尺寸Φ12.2-0.04表面要求光洁，长度4m倍尺，弯曲度<2mm/米的Nimonic90直条，性能要求σb≥1200Mpa，σ0.2≥850MPa，硬度≥340HB，δ≥8%。

加工工艺过程

1.选用Φ16mm热轧圆钢，1180℃x40min，水冷，布氏硬度≤100HB。

2.采用冷轧机轧制。

将退火后的圆钢碾头、矫直、酸洗、修磨，用冷轧机采用三道次冷轧轧制，第一次变形0.45mm，消除表面凸凹以及调整圆条圆度、直度，冷加工硬化较小，第二道次轧至Φ13mm，第三道次微变形修整，调整直条圆度，倍尺。

试验证明第一道次变形量>5%时，加工硬化严重，第二道次轧辊吃力，轧制难以进行。因此第一道次变形量尽量采取小变形（5%以内），但应保证消除表面凸凹。同时第二道次轧制变形量，应控制在适当范围内，变形量过小，晶粒细化不彻底；变形量过大，刺耳凸出，第三道次轧制后难以改善圆度。

3.直接时效处理

将轧制后的直条采用750±10℃x4h+650±10℃x4h直接时效。时效后进行无心研磨，得到的产品精度高，综合性能好。

通过拉伸试验，硬度检验，得出如下数据：

1）冷轧直条

σb=1195Mpa  σ0.2=896MPa  δ=9%  Ψ=14%  布氏硬度=352HB;

2）750±10℃x4h+650±10℃x4h直接时效。

σb=1253Mpa  σ0.2=926MPa  δ=16%  Ψ=32%  布氏硬度=376HB;

3）740℃x4h+640℃x4h直接时效

σb=1091Mpa  σ0.2=833MPa  δ=12%  Ψ=26%  布氏硬度=325HB;

4）730℃x4h+670℃x4h直接时效

σb=1064Mpa  σ0.2=810MPa  δ=18%  Ψ=34%  布氏硬度=320HB;

由此可知，冷轧直条，塑性差，而且容易断裂；时效温度低于或高于工艺温度，强度和硬度均明显减小，产品性能达不到最优。

Claims (4)

1.一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，其特征在于采用冷轧和还原性气氛下直接时效的加工方法，具体操作步骤如下：

1）将热轧圆钢在1150℃——1180℃下进行退火，碾头、矫直、酸洗、修磨；

2）采用冷轧机轧制；

3）接着直接进行实效工艺，在750±10℃下保温Cx4h，随炉冷却至650±10℃再保温Cx4h；

4）最后进行研磨。

2.根据权利要求1所述一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，其特征在于：所述步骤2）中采用冷轧机三道次轧制，细化晶粒。

3.根据权利要求2所述一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，其特征在于：第一道次下压量<5%；第二道次轧制到产品尺寸；第三道次修整圆度。

4.根据权利要求3所述一种Nimonic90高强度、高精度直条加工方法，其特征在于：第二道次的下压量为10%——25%。

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