CN111230007A - 一种1000Kg级高温合金的锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种1000Kg级高温合金的锻造方法，属于高温合金的锻造方法领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、下料：将原材料切割至需要尺寸；S2、涂层：在原材料的表面涂上一层高温合金防护剂；S3、加热：将原材料加热至1130‑1140℃，之后保温；S4、包套:将原材料取出外部包裹一层高温防护棉，回炉重新保温；S5、第一阶段锻造：将原材料取出垂直放置于圆台上，用压机下压对原材料挤压；S6、第二阶段锻造：将锻件原地旋转继续下压至要求高度；S7、第三阶段锻造：将锻件沿原棒材轴向展宽拔长；S8、锻后冷却：进行空冷，本发明的优点在于增加材料塑性，增加变形能，在后续冷却、热处理中可以使再结晶更彻底，从而提高晶粒度等级，使锻件最终性能提高。

Description

一种1000Kg级高温合金的锻造方法
技术领域
本发明涉及高温合金的锻造方法，特别涉及一种1000Kg级高温合金的锻造方法。
背景技术
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金，”主要应用于航空航天领域和能源领域。高温合金是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750～780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。
目前工厂中通过将高温合金加热至1080～1100℃进行出炉锻造，由于转移时间过长造成开锻温度过低带来的可锻温度区间降低，导致合金组织没有转变，加热温度低是确保晶粒度不长大，但是实际效果无效，合金性能差，不合格后难以通过后续热处理细化晶粒，导致高温合金产品具有很高的报废率。
发明内容
本发明的目的是提供一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其优点在于增加材料塑性，增加变形能，在后续冷却、热处理中可以使再结晶更彻底，从而提高晶粒度等级，使锻件最终性能提高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种1000Kg级高温合金的锻造方法，包括以下步骤：S1、下料：将原材料切割至需要尺寸；S2、涂层：在原材料的表面涂上一层高温合金防护剂；S3、加热：将原材料加热至1130-1140℃，当温度达到指定温度之后，保温一段时间；S4、包套:将原材料取出外部包裹一层高温防护棉，回炉重新保温；S5、第一阶段锻造：将加热完成的原材料取出垂直放置于圆台上，用3150T压机下压对原材料挤压；S6、第二阶段锻造：将锻件原地旋转90°继续下压至要求尺寸高度；S7、第三阶段锻造：将锻件沿原棒材轴向展宽、拔长至400方长度不限；S8、锻后冷却：将锻造完成的原材料放置在平板上进行空冷。
进一步的，在步骤S2中，高温合金防护剂的涂层厚度范围是0.2-0.5mm。
进一步的，在步骤S3中，原材料的具体保温时间根据原材料的不同的确定，保温系数按210min/mm有效壁厚计算。
进一步的，在步骤S4中，保温系数按0.4min/mm。
进一步的，在步骤S4中，保温时间至少为140min。
进一步的，在步骤5中，压下速度5至6mm/s，压下200mm。
进一步的，在步骤6中，要求尺寸为500mm，总下压变形量为50％。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.提高始锻温度，补偿由于转移时间过长造成开锻温度过低带来的可锻温度区间降低的问题，提高始锻温度可以使有效降低裂纹出现的可能性，避免报废损失。
2.原材料的再结晶更加彻底，使晶体组织更加致密，提高晶粒度等级，使锻件最终性能、探伤水平提高。
3.优化生产流程，进一步提高工作效率。
附图说明
图1是1000Kg级高温合金的锻造方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例：一种1000Kg级高温合金的锻造方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、下料：将原材料切割至需要尺寸，一般为350圆棒材，长1000mm。切割成这样的形状，一方面是为了方便后续的加工；另一方面，也方便工作人员转运这些原材料。
S2、涂层：在原材料的表面涂上一层高温合金防护剂，高温合金防护剂的涂层厚度范围是0.2-0.5mm。高温合金防护剂优选MCrAlSi防护剂，防护剂会在原材料基体上形成致密的涂层，并且涂层与基体之间增设扩散障碍，对原材料进行保护，避免原材料的表面出现氧化等变质的情况。
S3、加热：将原材料加热至1130-1140℃，当温度达到指定温度之后，保温一段时间，原材料的具体保温时间根据原材料的不同的确定，保温系数按210min/mm有效壁厚计算。补偿由于转移时间过长造成开锻温度过低带来的可锻温度区间降低的问题，提高始锻温度可以使有效降低裂纹出现的可能性。提高始锻温度的提高可以细化晶粒，增加材料塑性，增加变形能，在后续冷却、热处理中可以使再结晶更彻底，从而提高晶粒度等级，使锻件最终性能、探伤水平提高。
S4、包套:将原材料取出外部包裹一层高温防护棉，回炉重新保温，保温时间根据保温系数确定，保温系数为0.4min/mm；原材料的尺寸越大，保温时间约觉，有利于保证晶体组织的稳定性，避免出现晶体组织因降温出现变化。
S5、第一阶段锻造：将加热完成的原材料取出垂直放置于圆台上，用3150T压机下压对原材料挤压，压下速度5至6mm/s，压下200mm。
S6、第二阶段锻造：将锻件原地旋转90°继续下压至要求尺寸高度，要求高度为500mm，原材料的总下压变形量为50％。
S7、第三阶段锻造：将锻件沿原棒材轴向展宽、拔长至400方长度不限。
S8、锻后冷却：将处理完成的原材料放置于平板上进行空冷。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、下料：将原材料切割至需要尺寸；
S2、涂层：在原材料的表面涂上一层高温合金防护剂；
S3、加热：将原材料加热至1130-1140℃，当温度达到指定温度之后，保温一段时间；
S4、包套:将原材料取出外部包裹一层高温防护棉，回炉重新保温；
S5、第一阶段锻造：将加热完成的原材料取出垂直放置于圆台上，用3150T压机下压对原材料挤压；
S6、第二阶段锻造：将锻件原地旋转90°继续下压至要求尺寸高度；
S7、第三阶段锻造：将锻件沿原棒材轴向展宽、拔长至400方长度不限；
S8、锻后冷却：将锻造完成的原材料放置在平板上进行空冷。
2.根据权利要求1所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤S2中，高温合金防护剂的涂层厚度范围是0.2-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤S3中，原材料的具体保温时间根据原材料的不同的确定，保温系数按210min/mm有效壁厚计算。
4.根据权利要求1所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤S4中，保温系数按0.4min/mm。
5.根据权利要求4所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤S4中，保温时间至少为140min。
6.根据权利要求1所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤5中，压下速度5至6mm/s，压下200mm。
7.根据权利要求1所述的一种1000Kg级高温合金的锻造方法，其特征在于：在步骤6中，要求尺寸为500mm，总下压变形量为50％。
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