CN113414246B - 一种再生利用gh4169合金冷拉棒材的制备方法 - Google Patents

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    • 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

Abstract

本发明公开了一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，包括以下步骤：A、使用开坯机将Φ160mm的GH4169合金轧钢坯料进行一次轧制开坯；B、使用开坯机对经过步骤A处理的钢坯进行二次轧制开坯；C、固溶退火；D、固溶后进行表面磨光处理；E、进行冷拔拔制。本发明能够改进现有技术的不足，提高了材料的强度性能。

Description

一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料制备技术领域，尤其是一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法。
背景技术
GH4169合金是一种镍基变形高温合金，被广泛用在航空发动机涡轮盘、涡轮轴、紧固件等发动机核心部件。随着客户对于GH4169合金棒材的强度的要求大大的提高，传统的热轧已无法满足型号标准（室温抗拉强度≥1515Mpa,室温屈服强度≥1380Mpa）的强度要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，提高了材料的强度性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，包括以下步骤：
A、使用开坯机将Φ160mm的GH4169合金轧钢坯料进行一次轧制开坯；加热温度为1090℃±20℃，开坯到58mm方坯；
B、使用开坯机对经过步骤A处理的钢坯进行二次轧制开坯；加热温度为1000℃～1040℃，轧制变形量为70～80％，轧后在1～2分钟内水冷，棒材由终锻900℃～920℃降低到100℃以下；
C、固溶退火；采取960℃加热固溶1小时后，空冷；
D、固溶后进行表面磨光处理；磨光量控制在1mm～2mm，保证表面所有缺陷均被车掉，表面光滑无裂纹；
E、进行冷拔拔制，变形量控制在15％～20％。
作为优选，所述Φ160mmGH4169合金轧钢坯料含有60～70％再生料。
作为优选，步骤A中，开方后进行表面磨光处理。
作为优选，所述开坯机包括轧机牌坊，轧机牌坊顶部对称安装有两个压下油缸，压下油缸通过载荷检测模块连接有支撑板，支撑板下方安装有上支撑辊和上工作辊，在上工作辊的下方依次设置有下工作辊和下支撑辊，下工作辊和下支撑辊固定在轧机牌坊上，轧机牌坊外侧固定有伺服电机，伺服电机通过蜗轮蜗杆机构连接有定位板，定位板上安装有接触式限位传感器，当支撑板下压接触到接触式限位传感器时压下油缸停止动作。
作为优选，所述轧机牌坊顶部安装有平衡油缸，支撑板顶部设置有滑道，滑道内滑动安装有连接板，连接板的顶部与平衡油缸轴接，连接板侧壁连接有位置调整油缸，位置调整油缸固定在轧机牌坊侧壁。
作为优选，所述载荷检测模块顶部固定有顶盖，顶盖内设置有油腔，油腔内活动设置有球套，球套与油腔内壁密封接触，油腔上连接有液压油管，压下油缸的活塞端设置有球头，球头活动卡接在球套内。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用的热轧控轧控冷+固溶+冷拔进行生产，强化机制包含了时效强化和形变强化。同时将第二火轧制温度降低了50℃以上，轧制温度的降低有效的降低了原始晶粒度组织的长大，同时最重要的是增加了棒材内部组织的δ相。轧制后水冷，水冷后有效的控制强化相γ＇＇在晶界的析出。
另外，为了提高本发明轧制的效率，本发明专门对开坯机进行了改进。本发明通过伺服电机对上支撑辊和上工作辊的移动位置进行精确控制，缩减了现有开坯机对轧制位置的调整时间，而且伺服电机与压下油缸分离设置，有效降低了部件相互之间的干扰。在平衡油缸和位置调整油缸的配合下，可以对整个支撑板的下压均匀度进行精确、快速的调整。通过调整油腔内油液的体积和压力，可以保证下压力调整过程的稳定性，从而使开坯机无需装备液压自动厚度控制系统（HAGC）。
附图说明
图1是现有技术制备的GH4169合金晶粒度组织的显微放大图。
图2是本发明制备的GH4169合金晶粒度组织的显微放大图。
图3是本发明中开坯机的结构图。
图4是本发明中载荷检测模块顶部的结构图。
图中：1、轧机牌坊；2、压下油缸；3、载荷检测模块；4、支撑板；5、上支撑辊；6、上工作辊；7、下工作辊；8、下支撑辊；9、伺服电机；10、蜗轮蜗杆机构；11、定位板；12、接触式限位传感器；13、平衡油缸；14、滑道；15、连接板；16、位置调整油缸；17、顶盖；18、油腔；19、球套；20、液压油管；21、球头。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，包括以下步骤：
A、使用开坯机将Φ160mm的GH4169合金轧钢坯料进行一次轧制开坯；加热温度为1090℃，开坯到58mm方坯；Φ160mmGH4169合金轧钢坯料含有70％再生料；开方后进行表面磨光处理；
B、使用开坯机对经过步骤A处理的钢坯进行二次轧制开坯；加热温度为1010℃，轧制变形量为75％，轧后在1分钟内水冷，棒材由终锻900℃～920℃降低到100℃以下；
C、固溶退火；采取960℃加热固溶1小时后，空冷；
D、固溶后进行表面磨光处理；磨光量1mm～2mm，保证表面所有缺陷均被车掉，表面光滑无裂纹；
E、进行冷拔拔制，变形量控制在15％。
本发明生产出Φ25mm～Φ30mm规格的冷拉GH4169棒材，棒材的抗拉强度达到1500Mpa级。
开坯机包括轧机牌坊1，轧机牌坊1顶部对称安装有两个压下油缸2，压下油缸2通过载荷检测模块3连接有支撑板4，支撑板4下方安装有上支撑辊5和上工作辊6，在上工作辊6的下方依次设置有下工作辊7和下支撑辊8，下工作辊7和下支撑辊8固定在轧机牌坊1上，轧机牌坊1外侧固定有伺服电机9，伺服电机9通过蜗轮蜗杆机构10连接有定位板11，定位板11上安装有接触式限位传感器12，当支撑板4下压接触到接触式限位传感器12时压下油缸2停止动作。轧机牌坊1顶部安装有平衡油缸13，支撑板4顶部设置有滑道14，滑道14内滑动安装有连接板15，连接板15的顶部与平衡油缸13轴接，连接板15侧壁连接有位置调整油缸16，位置调整油缸16固定在轧机牌坊1侧壁。载荷检测模块3顶部固定有顶盖17，顶盖17内设置有油腔18，油腔18内活动设置有球套19，球套19与油腔18内壁密封接触，油腔18上连接有液压油管20，压下油缸2的活塞端设置有球头21，球头21活动卡接在球套19内。
当载荷检测模块3发现支撑板4的下压力均匀度偏差超出设定阈值时，根据载荷检测模块3的检测结果确定平衡油缸13的施力角度，然后通过位置调整油缸16带动连接板15移动，使平衡油缸13的施力角度达到预定角度。然后启动平衡油缸13，同时通过液压油管20排出油腔18内的部分液压油，当平衡油缸13达到预定状态后，通过液压油管20重新向油腔18注入液压油，并调节油腔18的油压，使整个支撑板4的压力重新达到平衡。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、使用开坯机将Φ160mm的GH4169合金轧钢坯料进行一次轧制开坯；加热温度为1090℃±20℃，开坯到58mm方坯；Φ160mmGH4169合金轧钢坯料含有60～70％再生料；
B、使用开坯机对经过步骤A处理的钢坯进行二次轧制开坯；加热温度为1000℃～1040℃，轧制变形量为70～80％，轧后在1～2分钟内水冷，棒材由终锻900℃～920℃降低到100℃以下；
C、固溶退火；采取960℃加热固溶1小时后，空冷；
D、固溶后进行表面磨光处理；磨光量控制在1mm～2mm，保证表面所有缺陷均被车掉，表面光滑无裂纹；
E、进行冷拔拔制，变形量控制在15％～20％。
2.根据权利要求1所述的再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，其特征在于：步骤A中，开方后进行表面磨光处理。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，其特征在于：所述开坯机包括轧机牌坊（1），轧机牌坊（1）顶部对称安装有两个压下油缸（2），压下油缸（2）通过载荷检测模块（3）连接有支撑板（4），支撑板（4）下方安装有上支撑辊（5）和上工作辊（6），在上工作辊（6）的下方依次设置有下工作辊（7）和下支撑辊（8），下工作辊（7）和下支撑辊（8）固定在轧机牌坊（1）上，轧机牌坊（1）外侧固定有伺服电机（9），伺服电机（9）通过蜗轮蜗杆机构（10）连接有定位板（11），定位板（11）上安装有接触式限位传感器（12），当支撑板（4）下压接触到接触式限位传感器（12）时压下油缸（2）停止动作。
4.根据权利要求3所述的再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，其特征在于：所述轧机牌坊（1）顶部安装有平衡油缸（13），支撑板（4）顶部设置有滑道（14），滑道（14）内滑动安装有连接板（15），连接板（15）的顶部与平衡油缸（13）轴接，连接板（15）侧壁连接有位置调整油缸（16），位置调整油缸（16）固定在轧机牌坊（1）侧壁。
5.根据权利要求4所述的再生利用GH4169合金冷拉棒材的制备方法，其特征在于：所述载荷检测模块（3）顶部固定有顶盖（17），顶盖（17）内设置有油腔（18），油腔（18）内活动设置有球套（19），球套（19）与油腔（18）内壁密封接触，油腔（18）上连接有液压油管（20），压下油缸（2）的活塞端设置有球头（21），球头（21）活动卡接在球套（19）内。
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