CN112742883B - 一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 - Google Patents
一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112742883B CN112742883B CN201911051631.5A CN201911051631A CN112742883B CN 112742883 B CN112742883 B CN 112742883B CN 201911051631 A CN201911051631 A CN 201911051631A CN 112742883 B CN112742883 B CN 112742883B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spring wire
- blank
- wire blank
- passing
- moving distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
- B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
- B21C3/12—Die holders; Rotating dies
- B21C3/14—Die holders combined with devices for guiding the drawing material or combined with devices for cooling heating, or lubricating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/04—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions using inhibitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/10—Other heavy metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明提供一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,属于合金技术领域。首先对合金胚料进行化学除鳞,烘干并涂覆润滑涂层,得到预加工合金胚料,然后对所述预加工合金胚料通过若干固定模进行冷拉拔,得到弹簧丝胚料,其中,冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料在密闭或半密闭空间内,且表面温度梯度下降。一方面,防止弹簧丝胚料经固定模后直接暴露在空气中,高温的弹簧丝胚料与与空气接触氧化,影响弹簧丝的表面光滑度。另一方面,防止高温的弹簧丝胚料与空气直接接触换热,使得弹簧丝表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,可拉伸性能下降。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域,特别是涉及一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法。
背景技术
镍基合金由于其在650℃~1000℃的高温下,具有较高的强度和一定的抗氧化抗腐蚀能力,而被广泛应用于航空航天、核能及石油化工领域,其主要用途之一是作为装置组件的压紧弹簧及相关的组件弹簧。在将镍基合金丝制备成弹簧的过程中需要进行冷卷加工,为满足弹簧的加工和使用要求,对合金丝的晶粒度﹑机械性能和表面质量等提出了严格的要求。
传统的合金丝制备大多采用多道次固定模拉拔或辊模拉拔的工艺方法。使用固定模拉拔时,丝材和模具表面滑动摩擦力大,丝材通过模具口后表面温度升高后又急速冷却,使得丝材表面加工硬化严重,丝材表面硬度与中心硬度相差大,从而使后续拉拔难以进行且容易断丝。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术中生产镍基合金弹簧丝过程中,合金丝胚料通过拉丝模具后,温度急剧升高后急剧冷却,导致丝材表面硬度与中心硬度相差大,后续拉拔难以进行且容易断丝的技术问题,提供一种工艺过程简单,合金丝拉拔过程顺畅,降低合金丝断丝率的耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法。
一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,包括以下步骤:
a. 对合金胚料进行化学除鳞,烘干并涂覆润滑涂层,得到预加工合金胚料;
b. 对所述预加工合金胚料通过若干固定模进行冷拉拔,得到弹簧丝胚料,其中,冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料在密闭或半密闭空间内,且表面温度梯度下降。
在其中一个实施例中,还包括以下步骤:
c. 对步骤b中得到的所述弹簧丝胚料进行固溶热处理,然后进行冷塑性变形,将冷塑性变形后的所述弹簧丝胚料再次进行固溶热处理,然后再次进行冷塑性变形,如此反复2~5次;
d. 对完成步骤c的所述所述弹簧丝胚料进行时效处理。
在其中一个实施例中,对所述预加工合金胚料进行冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料处于负压氛围中。
在其中一个实施例中,对所述预加工合金胚料进行冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料处于贫氧或无氧的氛围中。
在其中一个实施例中,冷拉拔过程中,经过所述固定模后,所述弹簧丝胚料的表面温度的下降趋势为:在预定的移动距离内,所述弹簧丝胚料的表面温度均速下降,并在预定的移动距离时,所述弹簧丝胚料的表面温度加速下降。
在其中一个实施例中,冷拉拔过程中,经过所述固定模后,以15cm~50cm的距离为一个移动距离区间,在所述移动距离区间内,所述弹簧丝胚料的表面温度以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降,在结束一个所述移动距离区间时,所述弹簧丝胚料的表面温度加速下降5℃~20℃,并在下一个所述移动距离区间以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降。
在其中一个实施例中,所述移动距离区间的长度由所述固定模出口往后逐渐递增,并且在后的所述移动距离区间内的所述弹簧丝胚料的表面温度的下降速率小于在前的所述移动距离区间内的所述弹簧丝胚料的表面温度的下降速率。
在其中一个实施例中,所述固定模的后端设置有隔热管件,所述隔热管件的一端紧靠所述固定模的出口处设置,所述隔热管件包括弹簧丝胚通过管及换热套管,所述弹簧丝胚通过管的内壁光滑,所述换热套管套接于所述弹簧丝胚通过管的外侧,且与所述弹簧丝胚通过管的外壁沿平行于所述弹簧丝胚通过管的方向隔离形成若干换热腔,若干所述换热腔的换热温度由所述隔热管件前端向后端逐渐降低。
在其中一个实施例中,所述弹簧丝胚通过管的一端连通有置换气通入管,另一端连通有抽真空机构。
在其中一个实施例中,所述固定模的模孔周围设置有冷却液环槽。
上述耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,采用固定模冷拉拔工艺,拉拔过程中,保持弹簧丝胚料经固定模后,弹簧丝胚料在密闭或半密闭的环境中,且表面温度梯度下降,一方面,防止弹簧丝胚料经固定模后直接暴露在空气中,高温的弹簧丝胚料与空气接触氧化,影响弹簧丝的表面光滑度。另一方面,防止高温的弹簧丝胚料与空气直接接触换热,使得弹簧丝表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,可拉伸性能下降。
附图说明
图1为一实施例中弹簧丝胚料温度下降趋势示意图。
图2为一实施例的隔热管件的结构示意图。
图3为图2所示的A-A向剖面示意图。
图中:隔热管件10、弹簧丝胚通过管100、置换气通入管110、抽真空机构120、换热套管200、换热腔201、隔热片202、电加热丝203、固定模20、加强环21、冷却液环槽22、外模23、内模24、模孔25。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
在一实施方式中,一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,包括以下步骤:
a. 对合金胚料进行化学除鳞,烘干并涂覆润滑涂层,得到预加工合金胚料;
b. 对所述预加工合金胚料通过若干固定模进行冷拉拔,得到弹簧丝胚料,其中,冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料在密闭或半密闭空间内,且表面温度梯度下降。
上述的耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,通过使弹簧丝胚料在通过固定模后保持在密闭或半密闭的空间内,且保持温度呈梯度下降,一方面,防止弹簧丝胚料经固定模后直接暴露在空气中,高温的弹簧丝胚料与空气接触氧化,影响弹簧丝的表面光滑度。另一方面,防止高温的弹簧丝胚料与空气直接接触换热,使得弹簧丝表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,可拉伸性能下降。
下面结合具体实施例对所述耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法进行说明,以进一步理解所述耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法的发明构思。
一实施例中,一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,包括以下步骤:
S101. 对合金胚料进行化学除鳞,烘干并涂覆润滑涂层,得到预加工合金胚料。
具体地,对镍基合金胚料进行化学除鳞,去除镍基合金胚料表面的氧化铁皮,以防止硬而脆的氧化铁皮在拉拔时增加摩擦并损伤模具和钢丝表面,并使润滑涂层能和镍基合金钢的基体很好地结合,改善拉拔时的润滑条件。化学除鳞所采用的化学制剂为复合酸,例如采用质量分数为65%-68%的浓硝酸、质量分数为40%的氢氟酸与水混配形成的复合酸,具体的,例如,质量分数为65%-68%的浓硝酸、质量分数为40%与水按照体积比为2:1:(2~4)进行混配形成的复合酸,采用由硝酸和氢氟酸形成的复合酸对镍合金胚料进行酸洗除鳞处理,通过化学溶解与机械剥脱的共同作用,高效地去除镍基合金胚料表面的氧化膜,提高镍基合金弹簧丝的表面光滑度。进一步地,为防止在化学除鳞过程中镍基合金的酸腐蚀及氢脆,向所述复合酸中加入缓蚀剂,所述缓蚀剂的加入量为0.5%~1%复合酸的质量。
镍基合金胚料经酸洗后,利用链式烘干炉进行低温烘干,主要是为了去除氢和水分。烘干温度一般280℃~300℃。去氢即排除在酸洗过程中侵入钢基中的氢,消除氢脆,恢复盘条的塑性。去除盘条表面的水分,使之干燥,防止水分恶化润滑剂的使用效果。
经化学除鳞并干燥后的镍基合金胚料首先经过润滑剂涂覆模盒,在润滑剂模盒中与润滑剂充分接触,使润滑剂均匀的涂覆在镍合金胚料的表面,形成润滑涂层膜,并同时携带润滑剂进入变形区,为拉拔创造良好的润滑条件,减少拉拔过程中的摩擦和发热。
S102. 对所述预加工合金胚料通过若干固定模进行冷拉拔,得到弹簧丝胚料,其中,冷拉拔过程中,保持经过所述固定模后的弹簧丝胚料在密闭或半密闭空间内,且表面温度梯度下降。
具体地,本实施例中,采用固定模对镍合金胚料进行冷拉拔,拉拔过程中,经过每一个固定模后,保持弹簧丝胚料在密闭或半密闭的空间内,防止经过固定模后的高温的弹簧丝胚料与空气直接接触,与空气中的氧气发生氧化反应,在弹簧丝胚料的表面形成氧化膜,从而在继续拉拔的过程中,与固定模摩擦,对固定模造成磨损,且影响弹簧丝胚料的表面光滑度。
请参考图1,连续的冷拉拔过程中,经过所述固定模后的弹簧丝胚料的表面温度梯度下降,即以弹簧丝胚料上的某一个点为参照点,该参照点处的表面温度首先以一定的速率均速下降,运行预定的距离后,该参照点的表面温度骤然降低预定的温度,随后又以一定的速率均速下降,如此进行3~5次,从而,有效地防止经过固定模后的弹簧丝胚料直接与空气接触换热,导致弹簧丝胚料表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,可拉伸性能下降,从而有效地降低了弹簧丝胚料在拉拔过程的断丝率。
例如,冷拉拔过程中,经过所述固定模后,以15cm~50cm的距离为一个移动距离区间,在所述移动距离区间内,所述弹簧丝胚料的表面温度以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降,在结束一个所述移动距离区间时,所述弹簧丝胚料的表面温度加速下降5℃~20℃,并在下一个所述移动距离区间以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降。也就是说,以弹簧丝胚料上的某一个点为参照点,该参照点经过固定模后,以靠近所述固定模的15cm~50cm的距离为第一个移动距离区间,例如,从固定模出口后的25cm距离为第一个移动距离区间,所述参照点在该移动距离区间内的表面温度以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降,如以1.5℃/cm的速度下降。当该参照点移动至第一个移动距离区间终点时,弹簧丝胚料的表面温度加速下降5℃~20℃,例如所述该参照点移动至第一个移动距离区间终点时,弹簧丝胚料的表面温度加速下降10℃。然后,所述该参照点进入第二个移动距离区间,并以0.5℃/cm~2℃/cm的降温速率降低弹簧丝胚料的表面温度,例如以1.2℃/cm的降温速率降低弹簧丝胚料的表面温度。从而,有效地防止经过固定模后的弹簧丝胚料直接与空气接触换热,导致弹簧丝胚料表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,可拉伸性能下降,从而有效地降低了弹簧丝胚料在拉拔过程的断丝率。
在其中一个优选实施方式中,所述移动距离区间的长度由所述固定模出口往后逐渐递增,并且在后的所述移动距离区间内的所述弹簧丝胚料的表面温度的下降速率小于在前的所述移动距离区间内的所述弹簧丝胚料的表面温度的下降速率。也就是说,连续冷拉拔的过程中,相邻两个固定模之间的距离被分为若干部均匀的所述移动距离区间,相邻的两个所述移动距离区间的长度递增,即后一个所述移动距离区间的长度大于前一个所述移动距离区间的长度。并且,位于在后的一个移动距离区间内的所述弹簧丝胚料的表面温度的下降速率较为平缓。以使弹簧丝胚料的表面温度逐步缓慢降低至工艺温度,且导致弹簧丝胚料的中心温度也得到较好的释放,防止导致弹簧丝胚料表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大。
为进一步说明本发明的实施过程,一具体实施方式中,从固定模出口向后依次设置第一移动距离区间、第二移动距离区间、第三移动距离区间、第四移动距离区间,其中第一移动距离区间的长度为15cm,第二移动距离区间的长度为25cm,第三移动距离区间的长度为40cm,第四移动距离区间的长度为50cm,所述参考点在第一移动距离区间内的表面温度以2℃/cm的速率下降,在第二移动距离区间内的表面温度以1.5℃/cm的速率下降,在第三移动距离区间内的表面温度以1℃/cm的速率下降,在第四移动距离区间内的表面温度以0.5℃/cm的速率下降。所述参考点在由第一移动距离区间向第二移动距离区间过渡时,表面温度快速下降20℃,由第二移动距离区间向第三移动距离区间过渡时,表面温度快速下降15℃,由第三移动距离区间向第四移动距离区间过渡时,表面温度快速下降10℃。
为便于进一步理解本发明方案的具体实施过程,请参看图2与图3,一实施例中,提供一种隔热管件10,所述隔热管件10设置于固定模20的后端,且紧靠所述固定模20的出口处设置,所述隔热管件10包括弹簧丝胚通过管100及换热套管200,所述弹簧丝胚通过管100的两端开口,且内壁光滑,所述换热套管200套接于所述弹簧丝胚通过管100的外侧,且与所述弹簧丝胚通过管100的外壁沿平行于所述弹簧丝胚通过管100的方向隔离形成若干换热腔201,若干所述换热腔201的换热温度由所述隔热管件10前端向后端逐渐降低。
例如,所述弹簧丝胚通过管100由可以陶瓷、金刚玉石制作而成的管体,所述换热套管200为耐高温碳钢管,其外侧可以包覆保温隔热材料。所述换热套管200套接于所述弹簧丝胚通过管100外侧,且内侧设置有若干隔热片202,所述隔热片202的下端靠近所述弹簧丝胚通过管100的外管壁,以将所述换热套管200的内壁与所述弹簧丝胚通过管100的外壁分割成若干的所述换热腔201。每一个换热腔201所能够提供的用于热交换的冷量不同,且由前向后逐渐减少。例如,每一个换热腔201中设置有电加热丝203,且每一个换热腔201中电加热丝203的热功率不同,且由前向后逐渐降低。
弹簧丝胚料由所述固定模输出后,由于受到摩擦和变形作用力,温度升高,而后进入温度相对较高的所述弹簧丝胚通过管100中,此时所述弹簧丝胚通过管100的温度略低于弹簧丝胚料表面温度,在所述弹簧丝胚通过管100保温并换热,使弹簧丝胚的表面温度缓慢均速下降,从而避免弹簧丝胚料表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,进而降低弹簧丝胚料的断丝率。
弹簧丝胚料依次通过换热功率逐渐降低的所述换热腔201所在的部位,从而实现弹簧丝胚料的表面温度呈阶梯式下降,使弹簧丝胚料的表面温度逐级缓慢降低至工艺温度。值得说明的是,弹簧丝胚料的表面温度逐级缓慢降低,不仅有效避免弹簧丝胚料表面温度骤降,导致弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度相差大,进而降低弹簧丝胚料的断丝率,而且缓慢降温过程有利于弹簧丝胚料晶相结构的恢复,在较高温度保持较长时间有利于弹簧丝胚料的热应力的消除,进一步降低弹簧丝胚料的断丝率。
进一步地,为便于弹簧丝胚料进料,防止弹簧丝胚料与所述弹簧丝胚通过管100的管口及管壁产生摩擦,所述弹簧丝胚通过管100的管口处呈喇叭口状设置。
一较佳实施例中,为进一步降低弹簧丝胚料从固定模输出后与空气接触换热的几率,所述固定模的出口端设置有加强环21,所述隔热管件10的端部插接于所述加强环21中,通过螺接或卡接等可拆卸的连接方式连接。弹簧丝胚料出固定模后,直接进入所述隔热管件10中,防止高温弹簧丝胚料直接与冷空气接触换热,导致高温弹簧丝胚料表面温度急剧降低,弹簧丝胚料表面硬度与中心硬度出现较大差距,影响镍基弹簧丝拉拔进程,造成断丝。
进一步地,所述弹簧丝胚通过管100的一端连通有置换气通入管110,另一端连通有抽真空机构120。一方面,通过所述置换气通入管110可以向所述弹簧丝胚通过管100中通入氮气等惰性气体,以在所述弹簧丝胚通过管100内形成贫氧或无氧的氛围,进而减缓高温弹簧丝胚料与氧气接触,发生表面氧化,导致镍基弹簧丝产品的表面光滑度下降。另一方面,通过所述抽真空机构120,在所述弹簧丝胚通过管100内形成一定的真空度,即使得所述弹簧丝胚通过管100内形成负压氛围,从而减缓热交换进程,使得高温弹簧丝胚料的温降可控。为防止在抽真空过程中,所述弹簧丝胚通过管100产生较强的对流,所述弹簧丝胚通过管100内的真空度不宜过高,且所述抽真空机构120尽可能靠近所述隔热管件10的开放端设置。
又一个实施例中,所述固定模20的模孔周围设置有冷却液环槽22,所述冷却液环槽22内可循环通入冷却介质,以降低弹簧丝胚料通过固定模20时产生的温度。具体地,所述固定模20包括外模23及内模24,所述内模24可拆卸连接于所述外模23中部,且所述内模24中部开设有供弹簧丝胚料的模孔25。所述内模24与所述外模23的结合处具有所述冷却液环槽22,便于生产,且当所述模孔25被磨损后,便于更换所述内模24。
为进一步提高镍基弹簧丝的强度,提高镍基弹簧丝的耐高温和耐磨损、抗氧化的性能,在一个较佳实施中,所述耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法还包括以下步骤:
S103. 对步骤b中得到的所述弹簧丝胚料进行固溶热处理,然后进行冷塑性变形,将冷塑性变形后的所述弹簧丝胚料再次进行固溶热处理,然后再次进行冷塑性变形,如此反复2~5次。
具体地,上述固溶热处理的温度为950℃~970℃,固溶热处理的保温时间为 40min~60min,固溶热处理和冷塑性变形交替进行,有利于改善镍基弹簧丝的强度,消除镍基弹簧丝的热应力。同时,反复的固溶热处理有利于在镍基弹簧丝的表面形成致密的氧化物薄膜,进而有助于提高镍基弹簧丝的耐高温和耐磨损、抗氧化的性能。
S104. 对完成步骤S103的所述弹簧丝胚料进行时效处理。
具体地,上述时效处理的具体过程为:在700℃~750℃温度下保温 8 小时后以20℃ /h ~30℃ /h 的速度冷却至550℃~590℃保温 8小时后,降温至室温。时效处理有利于进一步提高镍基弹簧丝的强度和硬度,提高镍基弹簧丝的耐高温和耐磨损、抗氧化的性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a. 对合金胚料进行化学除鳞,烘干并涂覆润滑涂层,得到预加工合金胚料;
b. 对预加工合金胚料通过若干固定模进行冷拉拔,获得弹簧丝胚料,其中,冷拉拔过程中,保持经过固定模后的弹簧丝胚料在密闭或半密闭空间内,且表面温度梯度下降;
c. 对步骤b中得到的弹簧丝胚料进行固溶热处理,然后进行冷塑性变形,将冷塑性变形后的弹簧丝胚料再次进行固溶热处理,然后再次进行冷塑性变形,如此反复2~5次;
d. 对完成步骤c的弹簧丝胚料进行时效处理;
对预加工合金胚料进行冷拉拔过程中,保持经过固定模后的弹簧丝胚料处于负压氛围中;对预加工合金胚料进行冷拉拔过程中,保持经过固定模后的弹簧丝胚料处于贫氧或无氧的氛围中;冷拉拔过程中,经过固定模后,弹簧丝胚料的表面温度的下降趋势为:在预定的移动距离内,弹簧丝胚料的表面温度均速下降,并在预定的移动距离时,弹簧丝胚料的表面温度加速下降;冷拉拔过程中,经过固定模后,以15cm~50cm的距离为一个移动距离区间,在移动距离区间内,弹簧丝胚料的表面温度以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降,在结束一个移动距离区间时,弹簧丝胚料的表面温度加速下降5℃~20℃,并在下一个移动距离区间以0.5℃/cm~2℃/cm的速度下降;移动距离区间的长度由固定模出口往后逐渐递增,并且在后的移动距离区间内的弹簧丝胚料的表面温度的下降速率小于在前的移动距离区间内的弹簧丝胚料的表面温度的下降速率,固定模的后端设置有隔热管件,隔热管件的一端紧靠固定模的出口处设置,隔热管件包括弹簧丝胚通过管及换热套管,弹簧丝胚通过管的内壁光滑,换热套管套接于弹簧丝胚通过管的外侧,且与弹簧丝胚通过管的外壁沿平行于弹簧丝胚通过管的方向隔离形成若干换热腔,若干换热腔的换热温度由隔热管件前端向后端逐渐降低,换热套管内侧设置有若干隔热片,隔热片的下端靠近弹簧丝胚通过管的外管壁,以将换热套管的内壁与弹簧丝胚通过管的外壁分割成该若干换热腔,每一个换热腔所能够提供的用于热交换的冷量不同,且由前向后逐渐减少,弹簧丝胚通过管的一端连通有置换气通入管,另一端连通有抽真空机构,固定模包括外模及内模,内模可拆卸连接于外模中部,且内模中部开设有供弹簧丝胚料的模孔,内模与外模的结合处具有冷却液环槽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911051631.5A CN112742883B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911051631.5A CN112742883B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112742883A CN112742883A (zh) | 2021-05-04 |
CN112742883B true CN112742883B (zh) | 2022-10-21 |
Family
ID=75641340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911051631.5A Active CN112742883B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112742883B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101215629A (zh) * | 2007-12-27 | 2008-07-09 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 弹簧丝的热处理方法 |
CN103924178A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 西安诺博尔稀贵金属材料有限公司 | 一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法 |
CN106914508A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-07-04 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种Ti2AlNb合金丝材的制备方法 |
CN108193144A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-22 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种高弹性模量的高强弹簧丝及其制备方法 |
CN110238222A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 马春江 | 一种金属制品预加工联式拉丝机 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7531054B2 (en) * | 2005-08-24 | 2009-05-12 | Ati Properties, Inc. | Nickel alloy and method including direct aging |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911051631.5A patent/CN112742883B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101215629A (zh) * | 2007-12-27 | 2008-07-09 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 弹簧丝的热处理方法 |
CN103924178A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-16 | 西安诺博尔稀贵金属材料有限公司 | 一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法 |
CN106914508A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-07-04 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种Ti2AlNb合金丝材的制备方法 |
CN108193144A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-22 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种高弹性模量的高强弹簧丝及其制备方法 |
CN110238222A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 马春江 | 一种金属制品预加工联式拉丝机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112742883A (zh) | 2021-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112658048B (zh) | 弹簧丝用gh4169高温合金丝材的冷加工方法 | |
CN109097713B (zh) | 一种超细晶Ta材及其制备方法 | |
CN103924178A (zh) | 一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法 | |
CN107052075B (zh) | 多模冷旋锻及冷拉加工AgSnO2线材的方法 | |
CN112742883B (zh) | 一种耐高温抗氧化镍基合金弹簧丝制备方法 | |
JPS62149859A (ja) | β型チタン合金線材の製造方法 | |
CN106216431B (zh) | 一种d型铜管的生产工艺 | |
CN110976512A (zh) | 一种tc4钛合金丝材冷轧方法 | |
CN111809080B (zh) | 一种tc2合金薄壁挤压型材的制备方法 | |
CN116487110B (zh) | 一种高镍含量的NbTi超导开关线及其制备方法 | |
CN110340166B (zh) | 一种钛合金薄壁型材挤压锻造复合近净成形的方法 | |
CN106694603A (zh) | 一种铍青铜合金丝材的制备方法 | |
JPH0216170B2 (zh) | ||
CN111593291A (zh) | 一种高温诱导钛锆基合金表面耐蚀氧化层的制备方法 | |
CN114273575B (zh) | 一种大变形短流程锻造方法 | |
RU2824164C1 (ru) | Способ производства микропроволоки из прецизионного сплава марки н70х10ф8я7 | |
RU2697309C1 (ru) | Способ изготовления проволоки из высокопрочных сплавов на основе титана | |
CN117966058A (zh) | 一种gh4105合金小规格棒材的制备方法 | |
CN113025931B (zh) | 一种消除铜合金板带材残余应力的方法 | |
CN116689531B (zh) | 一种高强tc4管材的制备方法 | |
CN118406992A (zh) | 一种大单重tc4钛合金盘圆丝材的热处理方法 | |
CN1203938C (zh) | 软轴钢丝的加工工艺 | |
CN116890030A (zh) | 一种钛合金棒材的轧制方法 | |
CN117732896A (zh) | 一种无氧铜异型线材生产工艺 | |
CN117086131A (zh) | 一种高强度脊柱棒的制备方法及高强度脊柱棒 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |