CN111172427A - 一种纯镍棒材及其工艺制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纯镍棒材及其工艺制备方法，包括以下质量百分比的组分：C为0.014‑0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S为0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1‑0.15%、微量稀土为0.05%、微量Ni+Mg为0.05%。本发明的纯镍棒中的各元素的种类和含量得到严格的控制，有利于改善纯镍棒材的抗拉强度、屈服强度以及延伸率，使得纯镍棒材得以更好地被加工和应用。通过对真空冶炼的投料控制以及真空冶炼和锻造、热轧过程中的温度控制进一步提高纯镍棒材的纯净度，改善棒材的质量和性能，提高纯镍棒材的成材率。

Description

一种纯镍棒材及其工艺制备方法

技术领域

本发明涉及纯镍棒材，尤其涉及一种纯镍棒材及其工艺制备方法。

背景技术

镍是一种略带黄色的银白色展性金属，是一种具有磁性的过渡金属。纯镍有加工纯镍和电镀阳极镍。加工纯镍根据其含镍量可分为二号镍、四号镍、六号镍、七号镍、八号镍。其供应的品种分别是二号镍为板材、带材；四号镍也是板材、带材；六号镍是板材、带材、箔材、管材、棒材、线材；七号镍与六号镍供应品种一样；而八号镍供应板材、带材、棒材、线材。加工纯镍主要用于医药，电子，制币，食品，无线电设备零件，机械制造，纺织，化工和其它工业部门，用作电子管的多种零件，耐蚀结构件，精密仪器结构件，化工耐蚀设备等各种屏蔽网，编网，编绳等，纯镍还用于制造电焊条。

镍棒具有优异的耐热浓碱溶液腐蚀的性能，对碳酸盐、硝酸盐、氯化物和醋酸盐等盐类的碱性、中性溶液介质以及脂肪酸有优良的耐蚀性，主要用于制碱行业、氯碱行业以及有机氯化物的生产、高温卤素及盐腐蚀环境、电子仪表零件、水处理等。由于镍棒在上述应用领域中，需要有较好的可塑性，其抗拉强度、屈服强度以及延伸率等相关性能需要得到改进和提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种纯镍棒材及其工艺制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种纯镍棒材，包括以下质量百分比的组分：C为0.014-0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1-0.15%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

优选地，包括以下质量百分比的组分：C为0.014、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

优选地，包括以下质量百分比的组分：C为0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.15%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

优选地，所述纯镍棒材的抗拉强度≥380Mpa，屈服强度≥105Mpa，延伸率≥40%。

如上文中任意一项所述的纯镍棒材的工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、精选原料，并将原料的表面清洁烘烤干燥；

步骤2、真空冶炼，按照小块镍、底碳、镍块、小料的顺序投入真空炉内，所述小料为Ti0.05%、Al0.08%、稀土0.08%、镍镁0.05%，真空度小于3Pa,精炼温度1460-1520℃，精炼时间大于25分钟，浇注温度1500℃，100Kg钢锭；

步骤3、锻造，电炉加热，多火次锻造，锻造加热温度为960℃-1050℃，始锻温度≥1000℃，终锻温度≥850℃，锻造元棒，尺寸Φ58-61，空冷；

步骤4、热轧，热轧加热温度960℃-1000℃，终轧温度≥900℃，轧制规格15mm，空冷；

步骤5、剥皮压光；

步骤6、磨光定尺。

C在Ni中的固溶度很小，能与Ni形成固晶体，可以提高镍棒的强度、硬度，降低镍棒的磁性转变温度，提高Ni的再结晶温度。C是一种良好脱氧剂，能改善镍的铸造性能，使之获得优质的铸锭和半成品。但是，Ni中的C含量过多，则在退火过程中，C可能以石墨形式沿晶界析出，使镍棒产生冷脆性。本发明在真空冶炼过程中加入微量Mg，进行球化变质处理以改善C的分布。

Si仅有限固溶于镍。镍棒中加入Si时，其强度、硬度、耐热性以及在1000~ 1200C的抗氧化性都得到提高。Si是一种强烈的脱氧剂，能降低镍中含气量，改善镍的铸造性能。当Si含量过高时，镍棒的塑性下降，在热态和冷态压力加工时易开裂。本发明中将Si的含量控制在0.08%。

稀土的作用与机理是控制稀土硫、氧等夹杂物的形态，脱氧脱硫，降低金属材料中微量低熔点金属的金属间化合物；加入微量稀土，并将稀土的量控制在0.05%，不仅能够减少夹杂数量，还能使之细化。由于夹杂的变质，能增加夹杂物与境界之间及境界抵抗裂纹形成与扩展的能力。

本发明的纯镍棒中的各元素的种类和含量得到严格的控制，有利于改善纯镍棒材的抗拉强度、屈服强度以及延伸率，使得纯镍棒材得以更好地被加工和应用。通过对真空冶炼的投料控制以及真空冶炼和锻造、热轧过程中的温度控制进一步提高纯镍棒材的纯净度，改善棒材的质量和性能，提高纯镍棒材的成材率。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例1：

本实施例的一种纯镍棒材，包括以下质量百分比的组分：C为0.014%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.15%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

实施例2：

本实施例的一种纯镍棒材，包括以下质量百分比的组分：C为0.014、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1%、一顿炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

实施例3：

本实施例的一种纯镍棒材，包括以下质量百分比的组分：C为0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.15%、一顿炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

本发明的纯镍棒材的抗拉强度≥380Mpa，屈服强度≥105Mpa，延伸率≥40%。

如上文中任意一项所述的纯镍棒材的工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、精选原料，并将原料的表面清洁烘烤干燥；

步骤2、真空冶炼，按照小块镍、底碳、镍块、小料的顺序投入真空炉内，所述小料为Ti0.05%、Al0.08%、稀土0.08%、镍镁0.05%，真空度小于3Pa,精炼温度1460-1520℃，精炼时间大于25分钟，浇注温度1500℃，100Kg钢锭；

步骤3、锻造，电炉加热，多火次锻造，锻造加热温度为960℃-1050℃，始锻温度≥1000℃，终锻温度≥850℃，锻造元棒，尺寸Φ58-61，空冷；

步骤4、热轧，热轧加热温度960℃-1000℃，终轧温度≥900℃，轧制规格15mm，空冷；

步骤5、剥皮14.30mm压光；

步骤6、磨光定尺，Φ14+0.02，-0mm，L=275+3.2，-0mm，重量8000-8400kg。

本发明的纯镍棒材在温度、周围介质、加载速度均为确定的条件下将载荷施加于试样两端，使试样在轴向拉力作用下产生弹性形变、塑性形变，直至断裂，测得的力学性能结果为：

测试纯镍棒在不同热变参数下的硬度变化，变形量55%，变形温度为700℃，随应变速率的增大，维氏硬度值由90.4增大到113.9；变形温度为800℃，维氏硬度值由77.8增大到88.4；变形温度为900°C，维氏硬度值由73.8增大到77.9；变形温度为1000°C， 维氏硬度值由68.76增大到74.53；变形温度为1100°C，维氏硬度值由66.54增大到72.29。

由上所述，本发明的纯镍棒中的各元素的种类和含量得到严格的控制，有利于改善纯镍棒材的抗拉强度、屈服强度以及延伸率，使得纯镍棒材得以更好地被加工和应用。通过对真空冶炼的投料控制以及真空冶炼和锻造、热轧过程中的温度控制进一步提高纯镍棒材的纯净度，改善棒材的质量和性能，提高纯镍棒材的成材率。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种纯镍棒材，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：C为0.014-0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1-0.15%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

2.如权利要求1所述的纯镍棒材，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：C为0.014、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.1%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

3.如权利要求1所述的纯镍棒材，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：C为0.015%、Si为0.08%、Mn为0.1%、P为0.01%、S≤0.01%、Cu为0.1%、Ni为99.4%、Fe为0.15%、一吨炉中包括微量稀土为0.05%、微量Ni-Mg为0.05%。

4.如权利要求1所述的纯镍棒材，其特征在于：所述纯镍棒材的抗拉强度≥380Mpa，屈服强度≥105Mpa，延伸率≥40%。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的纯镍棒材的工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、精选原料，并将原料的表面清洁烘烤干燥；

步骤2、真空冶炼，按照小块镍、底碳、镍块、小料的顺序投入真空炉内，所述小料为Ti0.05%、Al0.08%、稀土0.08%、镍镁0.05%，真空度小于3Pa,精炼温度1460-1520℃，精炼时间大于25分钟，浇注温度1500℃，100Kg钢锭；

步骤3、锻造，电炉加热，多火次锻造，锻造加热温度为960℃-1050℃，始锻温度≥1000℃，终锻温度≥850℃，锻造元棒，尺寸Φ58-61，空冷；

步骤4、热轧，热轧加热温度960℃-1000℃，终轧温度≥900℃，轧制规格15mm，空冷；

步骤5、剥皮压光；

步骤6、磨光定尺。