CN112589026A - 一种gh4099高温合金丝材的冷加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，属于及高温合金丝材制备技术领域，提供一种可提高丝材表面质量的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法；其包括：A、固溶热处理；B、中间坯旋锻减径处理：对步骤A得到的棒材采用镟锻工艺进行多道次退火旋锻减径处理，各道次旋锻变形量控制在30％～45％之间；并且在每道次旋锻减径处理后采用真空热处理炉进行退火处理，真空度＜10‑3Pa，退火温度为1050℃～1100℃，保温时间10min～30min；C、制得成品。本发明所制备的丝材产品的组织均匀分布，无粗晶组织；丝材表面无裂纹、麻坑等缺陷，具有尺寸精度高，表面质量优等特点。

Description

一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法
技术领域
本发明涉及高温合金丝材制备技术领域，尤其涉及一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法。
背景技术
GH4099是一种典型的时效强化型的镍基高温合金，该合金具有优良的综合力学性能，使用温度可以达到1000℃左右，是目前使用温度较高的一种时效镍基高温合金。
目前用于制备GH4099高温合金丝材主要通过轧制得到的Φ8.00mm～10.0mm的棒材为原料，使用固定模进行减径拉拔并配以中间固溶热处理的工艺方法，该类型的设备结构简单，投资少，广泛应用于各种丝材的生产。但是在使用固定模具拉拔时，为了保证减径模具的寿命以及丝材的顺利拉拔，生产过程中需使用固体粉末与颗粒状的混合型物质作为润滑剂进行润滑，由于其颗粒状的物质形状，在与丝材接触挤压的时候往往会对丝材表面造成损伤，造成较高的不良率，增加企业的生产成本，影响经济效益。
基于上述情况，开展表面质量良好的GH4099高温合金丝材的冷加工方法研究，提高丝材产品的成材率，降低成本，减少对环境的污染，实现稳定的、批量化生产是十分有必要的。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可提高丝材表面质量的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，包括如下步骤：
A、固溶热处理：对直径为Φ8mm～Φ10mm的GH4099棒材在保护气体保护下进行固溶热处理，固溶热处理温度为1130℃～1150℃，保温时间60min；固溶热处理后的棒材进行空冷；
B、中间坯旋锻减径处理：对步骤A得到的棒材采用镟锻工艺进行多道次退火旋锻减径处理，各道次旋锻变形量控制在30％～45％之间；并且在每道次旋锻减径处理后采用真空热处理炉进行退火处理，真空度＜10-3Pa，退火温度为1050℃～1100℃，保温时间10min～30min；
C、制得成品：对步骤B得到的棒材进行最后道次旋锻减径处理，所述的最后道次旋锻减径的变形量控制在10％～25％之间，制得成品。
进一步的是：在步骤B中，退火冷却时采用充氩气方式进行冷却。
进一步的是：在步骤A中，所采用的保护气体为惰性气体或氮气。
进一步的是：在步骤B中，进行四道次退火旋锻减径处理。
本发明的有益效果是：本发明所述方法采用真空退火以及旋锻机旋锻工艺的处理方法，通过控制每道次旋段变形量及退火温度，可有效地减少不均匀变形，进而获得均匀分布的再结晶组织。本发明制备的丝材产品的组织均匀分布，无粗晶组织；丝材表面无裂纹、麻坑等缺陷，具有尺寸精度高，表面质量优等特点。
附图说明
图1为实施例一所制备的丝材的组织示意图；
图2为实施例二所制备的丝材的组织示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。
本发明所述的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，包括如下步骤：
A、固溶热处理：对直径为Φ8mm～Φ10mm的GH4099棒材在保护气体保护下进行固溶热处理，固溶热处理温度为1130℃～1150℃，保温时间60min；固溶热处理后的棒材进行空冷；其中，保护气体可以为惰性气体或者氮气，以起到在固溶热处理过程中棒材处于保护气氛环境下，避免材料变性。
B、中间坯旋锻减径处理：对步骤A得到的棒材采用镟锻工艺进行多道次退火旋锻减径处理，各道次旋锻变形量控制在30％～45％之间；并且在每道次旋锻减径处理后采用真空热处理炉进行退火处理，真空度＜10-3Pa，退火温度为1050℃～1100℃，保温时间10min～30min；其中，本发明中对于旋段工艺的具体旋段道次数量可结合所需要获得的丝材直径与初始直径的关系进行合理的设置，通常情况下，在步骤B中进行的中间坯旋锻减径处理时可设置旋段道次数量为3-5次；如具体可设置为四次。
C、制得成品：对步骤B得到的棒材进行最后道次旋锻减径处理，所述的最后道次旋锻减径的变形量控制在10％～25％之间，制得成品。
本发明通过控制每道次旋段变形量及退火温度，可有效地减少不均匀变形，进而获得均匀分布的再结晶组织。
具体实施例一
A1、将直径为φ10mm热轧棒材置于保护气氛的热处理炉中进行固溶热处理；所述固溶热处理的温度为1150℃，固溶热处理的保温时间为60min；固溶热处理后的棒材进行空冷；
B1、将上述步骤A1所述的固溶热处理后的φ10mm棒材采用旋锻机依次经过φ10mm→φ7.8mm(变形量39％)→φ6.5mm(变形量31％)→φ5.3mm(变形量36％)→φ4.3mm(变形量34％)四道次旋锻减径处理，每道次减径完后采用真空热处理炉进行真空退火处理，真空度＜10-3Pa，退火温度为1050℃，保温时间30min，退火冷却时采用充氩气方式进行冷却；
C1、将步骤B1制得的退火处理后的φ4.3mm的丝材进行最后道次旋锻减径处理到直径φ4mm(变形量18％)，制得直径φ4mm的丝材。
制得的GH4099直径φ4mm的丝材尺寸公差约在0～-0.03mm，表面质量良好，无缺陷，其组织分布均匀，具体组织图1所示。
具体实施例二
A2、将直径为φ8mm热轧棒材置于保护气氛的热处理炉中进行固溶热处理；所述固溶处理的温度为1130℃，固溶处理的保温时间为60min；
B2、将上述步骤A2所述的固溶处理后的φ8mm棒材采用旋锻机经过φ8mm→φ6.3mm(变形量38％)→φ5.0mm(变形量37％)→φ4.0mm(变形量36％)→φ3.2mm(变形量36％)四道次旋锻减径处理，每道次减径完后采用真空热处理炉进行真空退火处理，真空度＜10-3Pa，退火温度为1050℃，保温时间30min，退火冷却时采用充氩气方式进行冷却；
C2、将步骤B2制得的退火处理后的φ3.2mm的丝材进行最后道次旋锻减径处理到直径φ3mm(变形量12％)，制得直径φ3mm的丝材。
制得的GH4099直径φ3mm的丝材尺寸公差约在0～-0.03mm，表面质量良好，无缺陷，其组织分布均匀，具体见组织图2所示。

Claims (4)

1.一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、固溶热处理：对直径为Φ8mm～Φ10mm的GH4099棒材在保护气体保护下进行固溶热处理，固溶热处理温度为1130℃～1150℃，保温时间60min；固溶热处理后的棒材进行空冷；
B、中间坯旋锻减径处理：对步骤A得到的棒材采用镟锻工艺进行多道次退火旋锻减径处理，各道次旋锻变形量控制在30％～45％之间；并且在每道次旋锻减径处理后采用真空热处理炉进行退火处理，真空度＜10-3Pa，退火温度为1050℃～1100℃，保温时间10min～30min；
C、制得成品：对步骤B得到的棒材进行最后道次旋锻减径处理，所述的最后道次旋锻减径的变形量控制在10％～25％之间，制得成品。
2.如权利要求1所述的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，其特征在于：在步骤B中，退火冷却时采用充氩气方式进行冷却。
3.如权利要求1所述的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，其特征在于：在步骤A中，所采用的保护气体为惰性气体或氮气。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种GH4099高温合金丝材的冷加工方法，其特征在于：在步骤B中，进行四道次退火旋锻减径处理。
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