CN111187933A - 一种uns n06617小口径管材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UNS N06617小口径管材的制造方法，通过真空感应冶炼→电渣重熔→锻造开坯→管状坯料准备→热处理→热挤压→润滑→检验的工艺流程，生产出高成材率、低成本的UNS N06617小口径管材，采用热挤压工艺可生产小口径的UNS N06617
Description
技术领域
本发明涉及特种合金材料的加工及其制造技术领域，具体为一种UNS N06617小口径 管材的制造方法。
背景技术
UNS N06617/W.Nr.2.4663是一种固溶、强化的镍-铬-钴-钼合金并具有出色的综合高 温强度和氧化抗力。该合金也在很宽的腐蚀环境内具有耐蚀性，并易于用现有的技术成型 和焊接。高镍和铬含量使得合金在各种还原和氧化性环境耐蚀。铝和铬的综合作用提供了 合金的高温氧化抗力。钴和钼赋予了合金固溶强化能力。
由于在980℃以上具有综合的高强度和抗氧化能力，UNS N06617合金在飞机和陆基 燃气轮机上用做导管、燃烧罐和转换衬里方面非常有吸引力。由于它的抗高温腐蚀性能， 该合金被用在硝酸生产中的催化栅格支撑、热处理中的吊蓝、钼精炼中的浓缩碟等。
该合金在热腐蚀领域中如硫化环境，尤其是高达1100℃循环的氧化和碳化环境中具有 极好的耐腐蚀能力，具有很好的瞬时和长期机械性能。应用于工业和航空汽轮机部件、空 气加热器、马弗罐和辐射馆、高温热交换器、阀和弹簧、高温气体冷却核反应堆，如核反 应堆高温部件-氦/氦介质热交换器、化工设备、石化工业中的螺旋管和管道等。
UNS N06617由于具有非常高的热强度，热加工时需要相当大的加工力，只有通过大 型挤压机组(3500T以上)进行生产大口径，目前还没有UNS N06617小口径管材的生产方法，UNS N06617管材生产过程中，容易因厚壁挤压母管冷轧和冷拔加工无法顺利进行，并且加工道次多，又因UNS N06617合金化程度高，冷加工中间过程容易产生横向裂纹，导 致管材报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UNS N06617小口径管材的制造方法，以解决上述背景技 术中提及的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种UNS N06617小口径管材的制造方 法，包括如下步骤：
(1)真空感应冶炼：将金属铬、金属镍、钼条装入真空感应熔炉，增碳剂随炉加入，抽空至40Pa以下，全熔后测温，控制在1560±10℃；第一次精炼温度控制在1540℃±10℃，精炼时间为45min，第一次精炼期末真空度低于5Pa；第一次精炼结束加入Mo、Ce、B、Zr， 搅拌化清，进行第二次精炼，第二次精炼温度控制在1480℃±10℃，精炼时间为30min， 第二次精炼期末真空度低于3Pa；取样分析成分，成分合格充Ar气25000Pa后加入Ni-Mg， 搅拌化清，控制出钢温度1500℃±10℃，不断流浇铸，制得真空感应锭；
(2)电渣重熔：首先对真空真空感应锭进行修磨，清除表面缺陷形成感应电极，然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉，进行电渣重熔，投入的预熔渣系成分包括CaF2、Al2O3、CaO、MgO重熔得到电渣锭；
(4)锻造工艺：对电渣锭进行锻造，第一火次锻造加热温度为1150℃±10℃，开锻温度为1020℃±20℃，终锻温度为850℃以上，锻造每次下压量控制在30-50(mm)，锻 造得到管坯；
(5)坯料准备：从上述管坯上按规定定尺切取短段，然后采用深孔钻和车床加工出所需尺寸的管状坯料。
(6)热处理工艺：使用120系统感应炉加热管坯，先将感应炉450v加热至1150℃，加入管坯观察并均温20-30s，使用感应炉400v加热至1190℃，加热过程中管坯测温点为1180℃，管坯头尾部温度控制在1200-1220℃之间；
(7)热挤压工艺：对经过热处理工艺的管坯进行热挤压，蓄势罐氮气压力26-26.5MPA， 充油压力29-29.5MPA，敦粗压力13±1MPA，突破压力21-23MPA，挤压速度260-300mm/s， 形成钢管。
优选的，所述步骤(3)中，在将感应电极与辅助电极焊接之前，对感应电极进行烘烤，烘烤温度600℃，烘烤4h，能够有效防止感应电极受潮，保证电渣重溶工艺的稳定性 和质量。
优选的，所述步骤(3)中，预熔渣系配比为CaF2:Al2O3:CaO:MgO＝70:15:10:5；重熔电流7200-7800A，电压35-40V，熔速控制在4.3-4.5kg/min。
优选的，所述步骤(3)中，电渣起弧前，先预充Ar2，结晶器内氧含量低于1％后开始起弧。
优选的，所述步骤(4)中，锻造采用从中间向端部锻造，每一火次先将一端锻造成型，另一头回炉加热，锻造成型端至于炉外，锻造完毕后两头进行倒角。传统的电渣锭采 用从端部向中间的锻造方式，导致电渣锭端部缺陷蔓延导致中心裂纹缺陷产生，增加了报 废量，而采用上述锻造方式，可有效避免上述缺点，提高锻造成品率。
优选的，所述步骤(4)中，将
电渣锭逐渐锻造为240方、180方、
每锻 造一个道次均需要2个火次，锻造得到
管坯。采用上述多道次、少形变量的锻造 工艺，可有效提高锻造成品率，提高晶粒度，降低方坯缺陷率。
优选的，锻造过程中出现缺陷时，停止进一步锻造，将缺陷部位修磨或者切除。
优选的，所述步骤(6)中，管坯头尾部加20mm保温垫，管坯进入感应炉内490mm±5mm位置，测温点位于345mm位置。传统管状坯料在热处理时，其头尾部的温度较低，容 易发黑变色，造成闷车，易产生裂纹。本发明在管状坯料头尾部加上保温垫，能够有效保 证管状坯料头尾部的温度，防止发黑和产生裂纹，保证了热挤压的正常进行，有效提高了 成材率。
优选的，所述步骤(7)中，形成钢管之前还包括玻璃粉润滑工艺，制垫粉采用YKGL-504， 内涂粉采用YKGL-505，外铺粉采用YKGL-507。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用热挤压工艺可生产小口径的UNSN06617
管材，荒管成材率约为73％，对目前UNS N06617小口径管材的生产方式进行了突破，产品成材率高、生产成本低，生产周期短。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
实施例一
生产UNS N06617
管材。其工艺流程为：真空感应冶炼→电渣重熔→锻造开坯 →管状坯料准备→热处理→热挤压→润滑→检验。
1、真空感应冶炼：将金属铬、金属镍、钼条装入真空感应熔炉，增碳剂随炉加入，抽空至40Pa以下；第一次精炼温度控制在1560℃±10℃，精炼时间为45min，第一次精 炼期末真空度低于5Pa；第一次精炼结束加入Mo、Co、B、Zr，搅拌化清，进行第二次精 炼，第二次精炼温度控制在1480℃±10℃，精炼时间为30min，第二次精炼期末真空度低 于3Pa；取样分析成分，如需补料，按第二次精炼操作，成分合格充Ar气25000Pa后加入 Ni-Mg，搅拌化清，控制出钢温度1500℃±10℃，钢水成分为： C％:0.08,Mn％:0.21,Fe％:1.86,S％:0.012,Cr％:22.21,Al％:1.21,Mo％:9.12,Co％:12.35,Ni％: 52.95，不断流浇注，浇铸制得真空感应锭，该真空感应锭为
重约1653kg；
2、电渣重熔：首先对真空感应锭进行修磨，清除表面缺陷形成感应电极，然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉，使用预熔渣系配比CaF2:Al2O3:CaO:MgO＝70:15:10:5进行电渣重熔，采用固渣起弧方式，电渣起弧前，先预充Ar2，结晶器内氧 含量低于1％后开始起弧，重熔电流7200-7800A，电压35-40V，熔速控制在4.3-4.5kg/min， 得到约1473kg电渣锭，经电渣后主要成分为： C％:0.08,Mn％:0.21,Fe％:1.86,S％:0.012,Cr％:22.21,Al％:1.21,Mo％:9.12,Co％:12.35,Ni％: 52.95。
3、锻造工艺：对电渣锭进行锻造，第一火次锻造加热温度为1160℃±10℃，开锻温度为1040℃±20℃，终锻温度为900℃以上，锻造每次下压量控制在20-40(mm)，锻造 采用从中间向端部锻造，每一火次先将一端锻造成型，另一头回炉加热，锻造成型端至于 炉外，锻造完毕后两头进行倒角，方便后续轧钢。将
电渣锭逐渐锻造为240方、180 方、
每锻造一个道次均需要2个火次，锻造得到
管坯。
4、坯料准备：从上述管坯上按规定定尺切取短段，然后采用深孔钻和车床加工出所 需尺寸的管状坯料。管状坯料外径为118±0.5mm，长度为300-320mm，通孔直径40mm。
5、热处理工艺：使用电阻炉将管状坯料预热至1050℃，使用120系统感应炉加热管坯，先将感应炉450V加热至1150℃，加入管坯观察并均温20-30s，管坯头尾部加20mm 保温垫，管坯进入感应炉内490mm±5mm位置，测温点位于345mm位置，使用感应炉400V 加热至1190℃，加热过程中管坯测温点为1180℃，管坯头尾部温度控制在1200-1220℃之 间。
6、热挤压工艺：对经过热处理工艺的管坯进行热挤压，蓄势罐氮气压力26-26.5MPA， 充油压力29-29.5MPA，敦粗压力13±1MPA，突破压力21-23MPA，挤压速度260-300mm/s， 形成钢管。
7、玻璃粉润滑工艺：制垫粉采用YKGL-504，内涂粉采用YKGL-505，外铺粉采用YKGL-507进行润滑。
最后得到UNS N06617
钢管，小批量生产钢管产品性能结果如下：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背 离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从 哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含 一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将 说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种UNS N06617小口径管材的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)真空感应冶炼：将金属铬、金属镍、钼条装入真空感应熔炉，增碳剂随炉加入，抽空至40Pa以下，全熔后测温，控制在1560±10℃；第一次精炼温度控制在1540℃±10℃，精炼时间为45min，第一次精炼期末真空度低于5Pa；第一次精炼结束加入Mo、Co、B、Zr，搅拌化清，进行第二次精炼，第二次精炼温度控制在1480℃±10℃，精炼时间为30min，第二次精炼期末真空度低于3Pa；取样分析成分，成分合格充Ar气25000Pa后加入Ni-Mg，搅拌化清，控制出钢温度1500℃±10℃，不断流浇铸，制得真空感应锭；
(2)电渣重熔：首先对真空真空感应锭进行修磨，清除表面缺陷形成感应电极，然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉，进行电渣重熔，投入的预熔渣系成分包括CaF2、Al2O3、CaO、MgO重熔得到电渣锭；
(4)锻造工艺：对电渣锭进行锻造，第一火次锻造加热温度为1160℃±10℃，开锻温度为1040℃±20℃，终锻温度为900℃以上，锻造每次下压量控制在20-40(mm)，锻造得到管坯；
(5)坯料准备：从上述管坯上按规定定尺切取短段，然后采用深孔钻和车床加工出所需尺寸的管状坯料。
(6)热处理工艺：讲管状坯料预热至1050℃，使用120系统感应炉加热管坯，先将感应炉以450V电压加热至1150℃，加入管状坯料观察并均温20-30s，使用感应炉以400V加热至1190℃，加热过程中管状坯料测温点为1180℃，管状坯料头尾部温度控制在1200-1220℃之间；
(7)热挤压工艺：对经过热处理工艺的管状坯料进行热挤压，挤压比8.9，蓄势罐氮气压力26-26.5MPA，充油压力29-29.5MPA，敦粗压力13±1MPA，突破压力21-23MPA，挤压速度260-300mm/s，形成钢管。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在将感应电极与辅助电极焊接之前，对感应电极进行烘烤，烘烤温度600℃，烘烤4h。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，预熔渣系配比为CaF2:Al2O3:CaO:MgO＝70:15:10:5；重熔电流7200-7800A，电压35-40V，熔速控制在4.3-4.5kg/min。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，电渣起弧前，先预充Ar2，结晶器内氧含量低于1％后开始起弧。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，锻造采用从中间向端部锻造，每一火次先将一端锻造成型，另一头回炉加热，锻造成型端至于炉外，锻造完毕后两头进行倒角。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将
电渣锭逐渐锻造为240方、180方、
每锻造一个道次均需要2个火次，锻造得到
管坯。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，管状坯料外径为118±0.5mm，长度为300-320mm，通孔直径40mm。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(6)中，管状坯料头尾部加20mm保温垫，管状坯料进入感应炉内490mm±5mm位置，测温点位于345mm位置。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(7)中，形成钢管之前还包括玻璃粉润滑工艺，制垫粉采用YKGL-504，内涂粉采用YKGL-505，外铺粉采用YKGL-507。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Lian Diebo Inventor after: Gao Xin Inventor after: Yuan Guanghua Inventor before: Lian Diebo Inventor before: Gao Xin Inventor before: Yuan Guanghua Inventor before: Song Wei |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |