CN111676393B - 一种挤压清理垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种挤压清理垫，按质量百分比计，挤压清理垫包括以下原料：镍：42.08～55.3%；铬：16.5～19%；钼：15.2～17%；铁：3.0～5.5%；钨：2.5～4.2%；錳:0.6～1.3%；钴：1.8～2.5%；钒0.1～0.22%；铌2.0～3.5%；钛：1～1.8%；铝：2～2.9%。本发明的挤压清理垫强度高具有一定的弹性、抗氧化性好、高耐回火和耐热性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时承受苛刻周期循环的清理使用寿命高出原来H13的5倍，清理时因强度和弹性合适可保护内衬免于刮伤。

Description

一种挤压清理垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金材料加工技术领域，尤其是一种挤压清理垫的制备方法。
背景技术
挤压机是将金属材料在耐压容器腔内承受三向压应力而变形成型的生产技术，是工业产品中常用的加工管材棒材制品的一种大型设备，为减少挤压前金属材料的表面车削，在挤压过程中采用边挤压边脱皮的方式，本发明的清理垫用于脱皮挤压后铜镍合金和镍基合金材料因含镍金属材料易沾在内衬上，因此须用清理垫将沾在内衬上的金属材料清除出内衬，保持内衬光滑光洁的的清理工序。清理垫由于承受苛刻周期循环的高温高压和氧化而需要高强度、抗氧化性、高耐回火和耐热性且具有一定的弹性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时发现清理垫使用寿命低，清理时容易将内衬清理刮伤。
发明内容
本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种挤压清理垫的制备方法，清理垫使用寿命长，清理时因强度高且富有一定的弹性能很好地保护内衬。
本发明采用的技术方案是：
一种挤压清理垫，其中，按质量百分比计，所述挤压清理垫包括以下原料：
镍：42.08～55.3％；铬：16.5～19％；钼：15.2～17％；铁：3.0～5.5％；钨：2.5～4.2％；錳:0.6～1.3％；钴：1.8～2.5％；钒0.1～0.22％；铌2.0～3.5％；钛：1～1.8％；铝：2～2.9％；碳0.02～0.05。
一种挤压清理垫的制备方法，其中：包括以下步骤：
1)将镍、铬、钼、铁、钨、錳、钴、钒、铌加入坩埚，并将坩埚加入真空感应炉进行真空熔炼，当原料熔化时加入镍镁合金，然后加入钛和铝熔化并精炼，冲氩气，浇铸，得到铸锭；
2)将铸锭加入渣池，并加入熔渣进行电渣重熔，得到电渣锭；
3)将电渣锭加入加热炉随炉进行热处理，锻造，冷却，得到锻件；
4)将锻件放在带锯机上粗车外径，然后镗内孔，得到粗车定型的清理垫；
5)将粗车定型的清理垫放入井式炉进行热处理，然后出炉冷却，精磨，得到挤压清理垫。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤1)真空熔炼时的工作真空度≤1×10-1Pa；所述原料熔化温度为1520～1580℃；所述镍镁合金的加入量为0.02％～0.04％。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤1)所述精炼温度为1550～1580℃；所述精炼时间为5～10min；所述氩气的压力为-0.06～-0.09Mpa；所述浇铸温度为1520～1560℃。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤2)熔渣包括57.5％CaF2、20％Al2O3、20％CaO、2.5％TiO2；熔渣加入量为铸锭重量的4％～8％。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤3)热处理具体为：在1130～1200℃保温6～12h，在1150～1220℃保温8～15h。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤3)锻造的速度为50～80次/min，锻造温度为1100～1150℃，终锻温度不低于1080℃，单次变形量≤30％；锻件尺寸为190～192mm。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤5)热处理具体为：在1060～1100℃保温3～7h，然后以50℃/h的速度降温到930～1000℃，保温3～5h。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤5)精磨后还进行切割槽的步骤，槽的长度为8～12mm；槽与水平面的夹角为55°～65°。
优选的是，所述的挤压清理垫的制备方法，其中：所述步骤1)坩埚底部加入0.02～0.05％的碳。
本发明的优点：
本发明的挤压清理垫强度高具有一定的弹性、抗氧化性好、高耐回火和耐热性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时承受苛刻周期循环的清理使用寿命高出原来H13的5倍，清理时因强度和弹性合适可保护内衬免于刮伤。
附图说明
图1为本发明挤压清理垫的主视图。
图2为本发明挤压清理垫的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种挤压清理垫采用镍铬钼基高温合金，按质量百分比计，挤压清理垫包括以下原料：镍：49.32％；铬：17.2％；钼：16.1％；铁：3.7％；钨：3.8％；錳:0.95％；钴：2.1％；钒0.18％；铌2.75％；钛：1.4％；铝：2.5％；碳:0.03％(作为脱氧剂放在坩埚底部，不计入元素料)；
挤压清理垫的制备方法包括配料—真空感应熔炼—气体保护电渣—均匀化热处理—锻造—段料粗加工—热处理—精磨—热处理—线切割成型。
一种挤压清理垫的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将镍、铬、钼、铁、钨、錳、钴、钒、铌、碳原料加入坩埚，坩埚底部加入碳，并将坩埚加入真空感应炉进行真空熔炼，每炉坩埚内装炉量500㎏，其中钛、铝放在多格的中间加料盒内，等到精炼时加入到炉内熔化，摆放准确锭模(小头Ф220，大头Ф250mm)、冒口、漏斗的位置，中心对准坩埚浇铸中心；坩埚用铝基材料做成，锭模使用时约先烘烤温度在300-450℃，每块元素料应干净干燥无油污，用1000g含20％镁的镍镁合金作为脱气剂外面用铝箔包好放到加料盒内，真空感应炉开启使得原料正常熔化，工作真空度≤1×10-1Pa，升温温度为1520℃，原料全部熔化温度为1520℃，加镍镁合金脱气，开始精炼，精炼温度为1550℃，5-10分钟熔液无气泡，冲氩气压力到-0.09Mpa，将坩埚内的合金液体经漏斗、冒口倒入锭模内浇铸，浇铸温度为温度为1520℃，等8.5分钟后出炉，当原料熔化时加入镍镁合金，然后加入钛和铝熔化并精炼，冲氩气，浇铸，得到铸锭等5分钟后出真空感应炉；坩埚用铝基材料做成，浇筑时的锭模使用时约先烘烤温度在300℃；
2)将真空熔炼铸锭在ZFT-800电渣炉进行电渣重熔，配Φ320mm的结晶器，采用下表的渣系：
成分： CaF<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO TiO<sub>2</sub>
含量％ 57.5 20 20 2.5
渣系烘烤制度：780℃，8h，加入渣系的渣量：30kg。
真空熔炼铸锭电渣前端部的烘烤处理：要求真空熔炼铸锭在厢式炉内以400～700℃温度下烘烤1.5h，电渣开始用碳电极起弧，镍铬钼基高温合金底垫，采用真空熔炼铸锭作为电极化渣，采用氩气保护化渣，电压43V，电流1000A，不能超过2000A，最后补缩时：真空熔炼铸锭剩余100mm以内开始补缩，电压46V，电流1000A，电渣过程要密切关注电压、电流波动，波动幅度过大时可采用手动控制；完成后电渣锭空冷24h，电渣锭要求表面光洁、无明显渣沟、结疤、气孔等缺陷；再对电渣锭进行全元素分析及必要的N、O元素分析，分别在大小头取样，合格后往下流转；
3)将电渣锭加入用天然气作为加热能源的厢式加热炉，随炉进行均匀化热处理，温控精度在±5℃以内，工艺为：1130℃保温8h，1190℃保温12h，将均匀化的电渣锭在3150吨液压快锻机上锻造，快锻速度70次/min；锻造温度1100-1150℃，终锻温度不低于1080℃，单次变形量≤30％，留好车出量锻造尺寸
Figure BDA0002537020910000031
锻后空冷；
4)在带锯上段料每段高度为82±0.5mm，在C6140车床上粗车到外径
Figure BDA0002537020910000032
内孔按图纸所示从圆心过任意一条中心线，将该中心线中心平移10mm并以此为中心镗内孔到
Figure BDA0002537020910000033
Figure BDA0002537020910000034
5)将粗车定型的清理垫放入井式炉进行热处理，1080±10℃X5h，然后以50℃/h的速度降温到960±10℃，保温4h后出炉空冷，HRC45-48。井式炉温控精度在±5℃；
6)外径精磨到尺寸，精磨后还进行切割槽的步骤，槽的长度为8mm；槽与水平面的夹角为60°。
挤压清理垫强度高具有一定的弹性(比H13高10％)、抗氧化性好(在950℃时比H13高55％)、高耐回火(在1020℃时比H13的硬度高43％)和耐热性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时承受苛刻周期循环的清理使用寿命高出原来H13的5倍，清理时因强度和弹性合适可保护内衬免于刮伤。
实施例2：
一种挤压清理垫采用镍铬钼基高温合金，按质量百分比计，挤压清理垫包括以下原料：镍：49.06％；铬：17.5％；钼：16.2％；铁：3.5％；钨：3.6％；錳:1.05％；钴：2.2％；钒0.19％；铌2.8％；钛：1.3％；铝：2.6％；碳:0.03％(作为脱氧剂放在坩埚底部，不计入元素料)；
挤压清理垫的制备方法包括配料—真空感应熔炼—气体保护电渣—均匀化热处理—锻造—段料粗加工—热处理—精磨—热处理—线切割成型。
一种挤压清理垫的制备方法，具体包括以下步骤：
1)将镍、铬、钼、铁、钨、錳、钴、钒、铌、碳原料加入坩埚，坩埚底部加入碳，并将坩埚加入真空感应炉进行真空熔炼，每炉坩埚内装炉量450㎏，其中钛、铝放在多格的中间加料盒内，等到精炼时加入到炉内熔化。摆放准确锭模(小头Ф220，大头Ф250mm)、冒口、漏斗的位置，中心对准坩埚浇铸中心；坩埚用铝基材料做成。锭模使用时约先烘烤温度在400±30℃。每块元素料应干净干燥无油污，用900g含20％镁的镍镁合金作为脱气剂外面用铝箔包好放到加料盒内。上电正常熔化，工作真空度≤1×10-1Pa，升温温度为1520-1580℃，料全部熔化温度为1520-1580℃，加镍镁合金脱气—开始精炼5-10分钟熔液无气泡—冲氩气压力到-0.09Mpa—将坩埚内的合金液体经漏斗、冒口倒入锭模内浇铸，浇铸温度为1560℃，等8分钟后出炉。
2)将真空熔炼铸锭在ZFT-800电渣炉进行电渣重熔，配Φ320mm的结晶器，采用下表的渣系：
成分： CaF<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO TiO<sub>2</sub>
含量％ 57.5 20 20 2.5
渣系烘烤制度：780-820℃保温8h，加入渣系的渣量：30kg。
真空熔炼铸锭电渣前端部的烘烤处理：要求在厢式炉内以400-700℃温度下烘烤1-2h。电渣开始用碳电极起弧，镍铬钼基高温合金底垫。采用真空熔炼铸锭作为电极化渣，采用氩气保护化渣，电压43V，电流1000A，不能超过2000A；最后补缩时，剩余100mm以内开始补缩，电压46V，电流1000A，电渣过程要密切关注电压、电流波动，波动幅度过大时可采用手动控制，完成后电渣锭空冷24h，电渣锭要求表面光洁、无明显渣沟、结疤、气孔等缺陷，再对电渣锭进行全元素分析及必要的N、O元素分析，分别在大小头取样，合格后往下流转。
3)将电渣锭加入用天然气作为加热能源的厢式加热炉，随炉进行均匀化热处理，温控精度在±5℃以内，工艺为：1160±10℃保温8h，1190±10℃保温12h，将均匀化的电渣锭在3150吨液压快锻机上锻造，快锻速度65次/min；锻造温度1100-1150℃，终锻温度不低于1080℃，单次变形量≤30％，留好车出量锻造尺寸
Figure BDA0002537020910000035
锻后空冷。
4)在带锯上段料每段高度为82±0.5mm，在C6140车床上粗车到外径
Figure BDA0002537020910000036
内孔按图纸所示从圆心过任意一条中心线，将该中心线中心平移10mm并以此为中心镗内孔到
Figure BDA0002537020910000041
Figure BDA0002537020910000042
5)将粗车定型的清理垫放入井式炉进行热处理，1080±10℃保温5h，然后以50℃/h的速度降温到960±10℃，保温4h后出炉空冷，井式炉温控精度在±5℃；
6)外径精磨到尺寸，槽的长度为8mm；槽与水平面的夹角为60°。
挤压清理垫强度高具有一定的弹性(比H13高10％)、抗氧化性好(在950℃时比H13高55％)、高耐回火(在1020℃时比H13的硬度高43％)和耐热性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时承受苛刻周期循环的清理使用寿命高出原来H13的5倍，清理时因强度和弹性合适可保护内衬免于刮伤。
本发明的清理垫强度高具有一定的弹性、抗氧化性好、高耐回火和耐热性等特点，目前在挤压铜镍合金和镍基合金时承受苛刻周期循环的清理使用寿命高出原来H13的5倍，清理时因强度和弹性合适可保护内衬免于刮伤。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种挤压清理垫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将镍、铬、钼、铁、钨、锰 、钴、钒、铌、碳原料加入坩埚，并将坩埚放入真空感应炉进行真空熔炼，当原料熔化时加入镍镁合金，然后加入钛和铝熔化并精炼，充 氩气，浇铸，得到铸锭；
2）将铸锭加入渣池，并加入熔渣进行电渣重熔，得到电渣锭；
3）将电渣锭加入加热炉随炉进行热处理，锻造，冷却，得到锻件；
4）将锻件放在带锯机上粗车外径，然后镗内孔，得到粗车定型的清理垫；
5）将粗车定型的清理垫放入井式炉进行热处理，然后出炉冷却，精磨，得到挤压清理垫；
按质量百分数计，所述挤压清理垫包括以下原料：
镍：42.08～55.3%；铬：16.5～19%；钼：15.2～17%；铁：3.0～5.5%；钨：2.5～4.2%；锰 :0.6～1.3%；钴：1.8～2.5%；钒0.1～0.22%；铌2.0～3.5%；钛：1～1.8%；铝：2～2.9%；
所述步骤5）精磨后还进行切割槽的步骤，槽的长度为8～12mm；槽与水平面的夹角为55°～65°；所述步骤1）坩埚底部加入0.02～0.05%的碳。
2.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤1）真空熔炼时的工作真空度≤1×10-1 Pa；所述原料熔化温度为1520～1580℃；所述镍镁合金的加入量为0.02%～0.04%。
3.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤1）精炼温度为1550～1580℃；所述精炼时间为5～10min；所述氩气的压力为-0.06～-0.09MPa ；所述浇铸温度为1520～1560℃。
4.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤2）熔渣包括57.5%CaF2、20%Al2O3、20%CaO、2.5%TiO2；熔渣加入量为铸锭重量的4%～8%。
5.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤3）热处理具体为：在1130～1200℃保温6～12h，在1150～1220℃保温8～15h。
6.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤3）锻造的速度为50～80次/min，锻造温度为1100～1150℃，终锻温度不低于1080℃，单次变形量≤30%；锻件尺寸为190～192mm。
7.根据权利要求1所述的挤压清理垫的制备方法，其特征在于：所述步骤5）热处理具体为：在1060～1100℃保温3～7h，然后以50℃/h的速度降温到930～1000℃，保温3～5h。
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CN108441965B (zh) * 2018-03-28 2021-02-09 江苏隆达超合金股份有限公司 应用于热挤压机的单晶高温合金挤压垫及其制备方法

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