CN111958193A - 一种难变形合金丝材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种难变形合金丝材的制备方法，属于难变形合金加工领域，包括：通过真空熔炼得到目标成分的难变形合金；难变形合金浇铸成铸棒，铸棒通过线切割设备进行线切割，得到半成品丝材；对所述半成品丝材依次进行磨削、超声波清洗和烘干，得到成品丝材。通过该方法制备的难变形合金丝材成分范围广、适合多种体系难变形合金丝材的生产，且可根据需要加工出任意尺寸的丝材。

Description

一种难变形合金丝材的制备方法

技术领域

本发明属于难变形合金加工领域，涉及一种难变形合金丝材的制备方法。

背景技术

难变形合金由于其化学成分复杂，合金化程度高，因此其室温及高温塑性差，变形抗力大，塑性变形困难，不能采用传统锻造、轧制、拉拔工艺成形。但其具有良好的高温强度、抗氧化腐蚀性能等，在航空、发电、锅炉、化工和仪器仪表等行业领域具有很大的市场应用前景。

而目前制备难变形合金丝材的方法主要有粉末冶金、3D打印、真空吸铸、水平连铸等。其中粉末冶金及3D打印方法的原材料为合金粉，而合金粉的制备包括机械破碎、雾化、物理化学等方法，并且制得的金属粉还需经过筛分、混匀，才能得到最终的原料粉，因此，制备周期较长，成本、能耗较高；制备的丝材强度、致密度差，气体含量高。

公开号为CN106424662A的中国专利公开了一种反重力真空吸铸制备钴基合金焊丝的设备及方法。利用反重力真空吸铸设备进行丝材的吸铸成型，其整体流程有初熔、重熔、反重力真空吸铸、旋锻、退火、拉拔。

上述技术方案的缺点主要有以下几方面：

(1)该专利方法工艺流程较为复杂，周期较长，能耗高；(2)该方法里的拉拔工艺对某些难变形的合金而言难度极大，很可能会造成无法拉出或拉出后断丝的情况。

公开号为CN109304373A的中国专利公开了一种难变形钴基高温合金制备丝材的方法。其流程主要有母合金精炼、真空吸铸、加热拉丝、退包覆、旋锻、拉拔精整。

上述技术方案的缺点主要有以下几方面：

该专利方法的工艺流程更加复杂，周期长，能耗高；(2)虽解决了难变形合金直接拉拔困难的问题，但由于其工装及吸铸设备限制问题，只能得到直径为1～3mm的难变形合金丝材，大大限制了其在一些特殊工业领域的广泛应用。

另外，还有一种真空冶炼、水平连铸、区域熔炼的方法制备钴基耐磨焊丝。此方法也可加工出多种体系的难变形合金丝材，并且加工出的丝材纯净度高，无内部缺陷。

上述技术方案的缺点主要有以下几方面：

(1)该专利方法的工艺流程较多，周期长；(2)由于其设备工装及水平连铸等技术方面的问题，只能得到直径为1～5mm的难变形合金丝材，同样限制了其在一些特殊工业领域的广泛应用。

发明内容

为了解决现有难变形合金丝材制造工艺丝材尺寸受限的技术问题，本发明提供了一种难变形合金丝材的制备方法，通过该方法制备的难变形合金丝材成分范围广、适合多种体系难变形合金丝材的生产，且可根据需要加工出任意尺寸的丝材。

本发明通过以下技术方案实现：

一种难变形合金丝材的制备方法，包括：

通过真空熔炼得到目标成分的难变形合金；

难变形合金浇铸成铸棒，铸棒通过线切割设备进行线切割，得到半成品丝材；

对所述半成品丝材依次进行磨削、超声波清洗和烘干，得到成品丝材。

其中，所述线切割设备为线切割数控机床。

所述线切割工艺包括：将铸棒固定在线切割数控机床上；按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到所述半成品丝材。

进一步的，所述半成品丝材的磨削采用的设备采用M1040型无心磨床。

进一步的，所述超声波清洗采用的清洗液为加入清洗剂的去离子水或酒精。

本发明中，真空熔炼工艺、磨削工艺、超声波清洗工艺和烘干工艺均采用现有工艺，工艺中用到的设备和原料如清洗液均为现有，在此不再详述。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明一种难变形合金丝材的制备方法，采用线切割设备对难变形合金进行切割，得到半成品丝材后通过磨削、超声波清洗和烘干，得到成品丝材，该方法可制备的丝材成分范围宽、适合多种体系难变形合金丝材的生产，并且该方法的制备工艺简单，周期流程短，相比现有工艺而言，更加安全可靠，能耗低；最重要的，该方法可加工的丝材尺寸范围宽，可根据需要加工出任意尺寸的丝材。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

下面将结合实施例、对照例及实验数据

对本申请一种难变形合金丝材的制备方法进行详细说明。

实施例1

以钴基难变形合金中的CoCrMo合金为例，按所述的一种难变形合金丝材的制备方法具体包括以下步骤：

(1)真空冶炼：将CoCrMo合金的组分元素按顺序加入到真空感应熔炼炉中熔炼，然后将坩埚内的熔融物浇铸到铸模中，冷却后脱模，得到CoCrMo合金铸棒；

(2)线切割加工：将步骤一得到的CoCrMo合金铸棒固定于DD45型线切割数控机床上，按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到CoCrMo半成品丝材；

(3)后处理：将步骤二得到的CoCrMo半成品丝材置于M1040型无心磨床上进行磨削光亮化处理，消除表面的熔覆层，磨削减径至成品丝材尺寸，并将磨削光亮化后的丝材在PS-80A型超声波清洗机中进行超声波清洗，并在202-1型干燥箱中烘干，得到CoCrMo成品丝材。

表1 CoCrMo合金丝材加工工艺及结果

实施例2

以钴基难变形合金中的CoCrW合金为例，按所述的一种难变形合金丝材的制备方法具体包括以下步骤：

(1)真空冶炼：将CoCrW合金的组分元素按顺序加入到真空感应熔炼炉中熔炼，最后将坩埚内的熔融物浇铸到铸模中，冷却后脱模，得到CoCrW合金铸棒；

(2)线切割加工：将步骤一得到的CoCrW合金铸棒固定于DD45型线切割数控机床上，按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到CoCrW半成品丝材；

(3)后处理：将步骤二得到的CoCrW半成品丝材置于M1040型无心磨床上进行磨削光亮化处理，消除表面的熔覆层，磨削减径至成品丝材尺寸，并将磨削光亮化后的丝材在PS-80A型超声波清洗机中进行超声波清洗，并在202-1型干燥箱中烘干，得到CoCrW成品丝材。

表2 CoCrW合金丝材加工工艺及结果

实施例3

以钴基难变形合金中的GH605合金为例，按所述的一种难变形合金丝材的制备方法具体包括以下步骤：

(1)真空冶炼：将GH605合金的组分元素按顺序加入到真空感应熔炼炉中熔炼，最后将坩埚内的熔融物浇铸到铸模中，冷却后脱模，得到GH605合金铸棒；

(2)线切割加工：将步骤一得到的GH605合金铸棒固定于线切割数控机床上，按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到GH605半成品丝材；

(3)后处理：将步骤二得到的GH605半成品丝材进行磨削光亮化处理，消除表面的熔覆层，磨削减径至成品丝材尺寸，并对磨削光亮化后的丝材进行超声波清洗、烘干，得到GH605成品丝材。

表3 GH605合金丝材加工工艺及结果

实施例4

以镍基难变形合金中的GH141合金为例，按所述的一种难变形合金丝材的制备方法具体包括以下步骤：

(1)真空冶炼：将GH141合金的组分元素按顺序加入到真空感应熔炼炉中熔炼，最后将坩埚内的熔融物浇铸到铸模中，冷却后脱模，得到GH141合金铸棒；

(2)线切割加工：将步骤一得到的GH141合金铸棒固定于线切割数控机床上，按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到GH141半成品丝材；

(3)后处理：将步骤二得到的GH141半成品丝材进行磨削光亮化处理，消除表面的熔覆层，磨削减径至成品丝材尺寸，并对磨削光亮化后的丝材进行超声波清洗、烘干，得到GH141成品丝材。

表4 GH141合金丝材加工工艺及结果

由实施例1-4可知，本发明一种难变形合金丝材的制备方法，能够将CoCrMo、CoCrW、GH605、GH141难变形合金制备成任意尺寸的丝材，且制得的丝材品质高，尺寸偏差小。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种难变形合金丝材的制备方法，其特征在于，包括：

通过真空熔炼得到目标成分的难变形合金；

难变形合金浇铸成铸棒，铸棒通过线切割设备进行线切割，得到半成品丝材；

对所述半成品丝材依次进行磨削、超声波清洗和烘干，得到成品丝材。

2.根据权利要求1所述的一种难变形合金丝材的制备方法，其特征在于，所述线切割设备为线切割数控机床。

3.根据权利要求2所述的一种难变形合金丝材的制备方法，其特征在于，所述线切割工艺包括：

将铸棒固定在线切割数控机床上；

按所需尺寸设定好相应的数控程序及脉冲电源参数，进行线切割丝材加工，得到所述半成品丝材。

4.根据权利要求1所述的一种难变形合金丝材的制备方法，其特征在于，所述超声波清洗采用的清洗液为加入清洗剂的去离子水或酒精。