CN105478643A - Gh864高温合金模锻方法 - Google Patents

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李蓬川
王德云
白敏�
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Abstract

本发明涉及GH864高温合金模锻方法，步骤将锻件坯料送入加热炉，加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T，并在T温度下进行保温，持续时间S1；将锻件坯料从加热炉取出，为锻件坯料包裹保温材料，再次送入加热炉保温，加热炉温度比所述T高10～20℃，持续时间为100～160min；坯料出炉，锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机模锻，直到锻件成型。上述高温合金模锻方法，在加热后的锻件坯料外包裹保温材料，防止坯料表面温度快速下降，减少坯料内外温差，最终生产的锻件组织均匀、晶粒细密，混晶现象明显改善，产品性能提高。

Description

GH864高温合金模锻方法
技术领域
本发明涉及高温合金锻造领域，具体的是在加热的锻造坯料包裹保温材料进行模锻的方法。
背景技术
现在GH864高温合金模锻生产普遍采用的工艺流程是，饼坯预热、刷涂玻璃润滑剂、进加热炉加热、模锻，即是先将锻造坯料预热至80℃以下，然后在坯料表面刷涂玻璃润滑剂，然后进加热炉按照一定温度曲线加热至锻造温度，并在锻造温度下进行保温，随后将坯料进锻机进行模锻。
由于坯料从加热炉取出后，其表面温度就开始下降，而高温合金锻造允许的温度范围又比较窄，在高温合金锻造过程中，如果坯料加热温度不够、操作动作稍慢或者遇环境气温低时，坯料进到锻机生产时，其表面温度已无法保证锻件成型时需要的锻造温度，导致最终产品出现严重的混晶现象，产品性能下降，严重时坯料表面出现开裂现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种GH864高温合金模锻方法，使高温合金锻造后的混晶现象明显改善。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
GH864高温合金模锻方法，包括步骤A：将GH864锻件坯料送入加热炉，加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T，并在T温度下进行保温，持续时间S1，还包括顺序进行的以下步骤：
B、将锻件坯料从加热炉取出，为锻件坯料包裹保温材料，再次送入加热炉保温，加热炉温度比所述T高10～20℃，持续时间为100～160min；
C、坯料出炉，锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻，直到锻件成型。
进一步的，所述保温材料采用硅酸铝保温棉或含锆陶瓷纤维毯。
进一步的，所述步骤B中，为锻件坯料包裹的保温材料厚度为10～20mm。
进一步的，所述保温材料中，还添加有粘接剂；所述粘接剂为粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物，或者所述粘接剂为玻璃粉与水玻璃的混合物。
进一步的，所述粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物制备方法是：硅酸钠与水按照5～7:1的体积比进行混合搅拌，形成粘稠状的水玻璃，然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂；所述玻璃粉与水玻璃的混合物制备方法是：硅酸钠与水按照5～7:1的体积比进行混合搅拌，形成粘稠状的水玻璃，将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物，玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1～1.5。
进一步的，所述步骤A中，所述T＝1060℃，S1＝100min。
进一步的，所述步骤A中，升温至T并保温S1的过程是：锻件坯料在600℃进加热炉，升温至800℃，升温时间为60min；在800℃进行保温，保温时间60min；加热炉升温至1060℃，升温时间90min；在1060℃下保温，保温100min；所述步骤B中，为锻件坯料包裹保温材料后，在5min内送入加热炉，加热炉温度为1080℃，持续时间为160min；所述步骤C中，锻件坯料模锻后的终锻温度≥1000℃。
本发明的有益效果是：使用上述GH864高温合金模锻方法，在加热后的锻件坯料包裹保温材料，防止坯料表面温度快速下降，减少坯料内外温差，最终生产的锻件组织均匀、晶粒细密，混晶现象明显改善，产品性能提高。
附图说明
图1是采用常规模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图100x；
图2是采用常规模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图500x；
图3是采用本发明的模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图100x；
图4是采用本发明的模锻方法生产的GH864高温合金锻件的金相图500x；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
GH864高温合金模锻方法，包括步骤A：将GH864锻件坯料送入加热炉，加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T，并在T温度下进行保温，持续时间S1，还包括顺序进行的以下步骤：
B、将锻件坯料从加热炉取出，为锻件坯料包裹保温材料，再次送入加热炉保温，加热炉温度比所述T高10～20℃，持续时间为100～160min；
C、坯料出炉，锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻，直到锻件成型。
本发明的GH864高温合金模锻方法，先将锻件坯料送入加热炉，升温至锻造温度T，并在T温度下进行保温，持续时间S1，具体的加热炉升温曲线，可以是根据锻件形状尺寸不同，选取其合适的升温曲线升温至锻造温度T并保温S1。
随后将锻件坯料从加热炉取出，并在坯料外部包裹事先准备好的保温材料，包裹过程尽量快速完成，通常情况下应该在10分钟内完成，优选的应该在5分钟内完成上述包裹操作。
随后，将坯料连同保温材料一起送入加热炉中保温，本次保温的温度为前述的锻造温度T再升高10～20℃，保温持续时间优选的范围是100～160min。
随后，锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻，直到锻件成型。由于保温材料的隔热效果，可以防止坯料表面温度快速下降，使坯料内外温度均匀，且均能满足模锻所需温度条件，最终锻造得到的产品组织均匀、晶粒细密，克服常规模锻方法的混晶现象严重的问题。
包裹锻件坯料的保温材料可以是任何能够承受相应温度，且具有保温功能的材料，例如硅酸铝保温棉，优选的可以是含锆陶瓷纤维毯，含锆陶瓷纤维毯能承受更高的使用温度，防止保温层在高温下破坏。包裹的保温材料厚度范围优选的可以是10～20mm。
为了防止保温材料从坯料外部松脱，优选的可以是所述保温材料中，还添加有粘接剂用于对保温材料接头进行粘接。
所述粘接剂可以是粘土熟料、硼砂和水玻璃的液态混合物，即是粘土熟料、硼砂粉末投入到水玻璃溶液中搅拌混合。优选的配比是，硅酸钠与水按照5～7:1的体积比进行混合搅拌，形成粘稠状的水玻璃，然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂。
所述粘接剂也可以是玻璃粉与上述水玻璃的液态混合物，即是将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物，玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1～1.5。
使用时，将粘接剂涂布在铺开的保温材料表面，加热的坯料置于保温材料上，立即进行包裹，上述粘接剂受到高温对保温材料形成粘接，随后坯料连同保温材料一起，送入锻机，配合模锻设备的高频率锻打，直到锻件成型，不会出现保温材料松脱的问题。
下面以具体实施例来说明本方法，见表1～2，1#～3#三个样品均采用高温合金GH864，1#采用常规工艺，2#、3#采用本发明的方法进行模锻。
表1：样品采用的制造参数一
表2：样品采用的制造参数二
表1～2中数据含义为，1#样品，采用高温合金GH864材料的坯料，进加热炉时的装炉温度为600℃，先经60分钟时间升温热至800℃，并在800℃保温60分钟，然后再进行表2中的工序：经90分钟时间升温至1060℃，并在1060℃保温100分钟，随后直接进锻机进行模锻，终锻温度为1006℃。
2#样品，采用高温合金GH864材料的坯料，进加热炉时的装炉温度为600℃，先经60分钟时间升温热至800℃，并在800℃保温60分钟，然后再进行表2中的工序：经90分钟时间升温至1060℃，并在1060℃保温100分钟，随后出炉包裹保温层，所用保温层材料为硅酸铝保温棉；然后坯料连同保温层一起再次进入加热炉，加热炉温度为1080℃，保温时间为100分钟，然后坯料连同外部保温层出炉进锻机进行模锻，终锻温度为1016℃。3#样品的各项数据含义与2#相同，其采用保温层材料为含锆陶瓷纤维毯。
随后对样品进行检测：
锻件模面外观检查时发现，1#样品四周及上下表面出现不同程度开裂，并且锻件外观显示其充满成型效果差；2#、3#样品外表没有开裂现象，并且其充满成型效果好。
显微组织检测和力学性能检测发现，如图1～2所示，1#样品晶粒度混晶严重，9.0级占40％，2.0级占60％。其各项力学性能指标虽然能符合相关标准，但高温持久性能偏低，且接近标准下限。如图3～4所示，2#样品晶粒度为6.0级，没有混晶现象；其各项力学性能指标均能符合相关标准，且高温持久性能比1#有显著改善。

Claims (7)

1.GH864高温合金模锻方法，包括步骤A：将GH864锻件坯料送入加热炉，加热炉按常规锻造加热参数升温至锻造温度T，并在T温度下进行保温，持续时间S1，其特征在于，还包括顺序进行的以下步骤：
B、将锻件坯料从加热炉取出，为锻件坯料包裹保温材料，再次送入加热炉保温，加热炉温度比所述T高10～20℃，持续时间为100～160min；
C、坯料出炉，锻件坯料连同外部的保温材料一起送入锻机进行模锻，直到锻件成型。
2.如权利要求1所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述保温材料采用硅酸铝保温棉或含锆陶瓷纤维毯。
3.如权利要求2所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述步骤B中，为锻件坯料包裹的保温材料厚度为10～20mm。
4.如权利要求2或3所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述保温材料中，还添加有粘接剂；所述粘接剂为粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物，或者所述粘接剂为玻璃粉与水玻璃的混合物。
5.如权利要求4所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述粘土熟料、硼砂和水玻璃的混合物制备方法是：硅酸钠与水按照5～7:1的体积比进行混合搅拌，形成粘稠状的水玻璃，然后按照粘土熟料、水玻璃、硼砂重量比45:45:5混合搅拌形成粘接剂；所述玻璃粉与水玻璃的混合物制备方法是：硅酸钠与水按照5～7:1的体积比进行混合搅拌，形成粘稠状的水玻璃，将玻璃粉加入到水玻璃中搅拌形成粘稠混合物，玻璃粉与水玻璃优选的可以是体积比1:1～1.5。
6.如权利要求5所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述步骤A中，所述T＝1060℃，S1＝100min。
7.如权利要求6所述的GH864高温合金模锻方法，其特征在于，所述步骤A中，升温至T并保温S1的过程是：锻件坯料在600℃进加热炉，升温至800℃，升温时间为60min；在800℃进行保温，保温时间60min；加热炉升温至1060℃，升温时间90min；在1060℃下保温，保温100min；所述步骤B中，为锻件坯料包裹保温材料后，在5min内送入加热炉，加热炉温度为1080℃，持续时间为160min；所述步骤C中，锻件坯料模锻后的终锻温度≥1000℃。
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