CN114318065A

CN114318065A - 耐磨镍基高温合金及其制备方法

Info

Publication number: CN114318065A
Application number: CN202210015419.9A
Authority: CN
Inventors: 朱锁敖; 朱锋
Original assignee: Danyang Yixin Alloy Co ltd
Current assignee: Danyang Yixin Alloy Co ltd
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本申请公开了耐磨镍基高温合金及其制备方法，按质量百分比计，包括镍：50~60％、铬：20~23％、铁：3~10％、钼：8~10％、钽：3~5％、锰：0.1~0.5％；碳：0~0.1％；硅：0.1~0.5％；磷：≤0.015％；其技术要点为，本发明的耐磨镍基高温合金中由于添加了锰、碳、硅、磷、硫、硼、铝、钛以及钴元素，使其在极低或极高的温度下均具有出色的机械性能，同时具备较好的耐腐蚀和耐摩擦性能，在一定程度上，不会受到氯化物引起的应力腐蚀裂纹的影响；在制备该高温合金的过程中，采用了二次热轧工艺，实现两次加温处理，可进一步增加该合金的韧性，增加了整个合金的使用强度，确保成型后高温合金的品质和质量。

Description

耐磨镍基高温合金及其制备方法

技术领域

本发明属于合金制造技术领域，具体是耐磨镍基高温合金及其制备方法。

背景技术

目前，合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物；合金中组成相的结构和性质对合金的性能起决定性的作用；同时，合金组织的变化即合金中相的相对数量、各相的晶粒大小，形状和分布的变化，对合金的性能也发生很大的影响；因此，利用各种元素的结合以形成各种不同的合金相，再经过合适的处理可能满足各种不同的性能要求；

现有的，在对高温合金进行加工处理时，需要对高温合金进行加热熔融而后进行热轧处理，然而经过传统单次热轧处理时，整个合金的使用强度无法保障，同时整个合金的耐磨性能也有待提高。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了耐磨镍基高温合金及其制备方法，解决现有背景技术中提到的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

耐磨镍基高温合金及其制备方法，按质量百分比计，包括

镍：50~60％、铬：20~23％、铁：3~10％、钼：8~10％、钽：3~5％、锰：0.1~0.5％；碳：0~0.1％；硅：0.1~0.5％；磷：≤0.015％；硫：0~0.015％；硼：≤0.03；铝：0.1~0.45％；钛：0.1~0.4％；钴：0.1~1％。

进一步的，按质量百分比计，包括镍：55~60％、铬：21~23％、铁：4~8％、钼：9~10％、钽：4~5％、锰：0.2~0.5％；碳：0.05~0.1％；硅：0.2~0.5％；磷：≤0.015％；硫：0.012~0.015％；硼：≤0.03；铝：0.2~0.45％；钛：0.2~0.4％；钴：0.5~1％。

通过采用上述技术方案：。

进一步的，按质量百分比计，包括镍：58％、铬：23％、铁：5％、钼：9％、钽：4％、锰：0.5％；碳：0.1％；硅：0.5％；磷：0.015％；硫：0.015％；硼：0.03；铝：0.45％；钛：0.4％；钴：1％。

通过采用上述技术方案：。

该高温合金制备方法的具体步骤为：

熔炼：采用各个真空炉对各个元素进行高温熔融，得到液态金属后进行混合，而后放入单个真空炉内进行二次熔融；

热轧制坯：将熔融后的金属液体倒入到模具中，形成固态的坯体后，即开始热轧，在热轧时的温度为1000~1300℃，直至冷却至室温；

二次热轧：将经过初次热轧的坯体放入600~800℃的环境下，保温时长为20~40min后，而后加热到初始热轧的温度后，保温10~20min后将坯体取出，放入冷水中冷却。

通过采用上述技术方案：。

进一步的，在熔炼的过程中，真空炉内的处理温度为1200~1500℃，在对应各个元素的液态金属进行混合后放入单个真空炉中后需要进行搅拌混合处理;在进行上述混合处理时，使用到研磨棒和驱动电机，驱动电机的驱动轴用于带动研磨棒对熔融状态下的金属熔液进行搅拌。

通过采用上述技术方案：。

进一步的，在热轧制坯的过程中，初次热轧的加热速率为：5~15℃/min，加热的时长为：20~40min。

通过采用上述技术方案：。

进一步的，在二次热轧的过程中，二次热轧的加热速率为10~20℃/min。

通过采用上述技术方案：。

进一步的，在经过二次热轧处理后，使用打磨机对冷却后的坯体进行打磨处理，使用到的打磨机的打磨片转动速率为300~500r/min;

在进行打磨处理时：分为粗打磨和细打磨，其中，

粗打磨时，打磨片采用粒度为1000~2000目，该打磨片的转速为300r/min；细打磨时，打磨片采用粒度为3000~5000目，该打磨片的转速为500r/min。

（三）综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:

本发明的耐磨镍基高温合金中由于添加了锰、碳、硅、磷、硫、硼、铝、钛以及钴元素，使其在极低或极高的温度下均具有出色的机械性能，同时具备较好的耐腐蚀和耐摩擦性能，在一定程度上，不会受到氯化物引起的应力腐蚀裂纹的影响；

同时，在制备该高温合金的过程中，采用了二次热轧工艺，实现两次加温处理，可进一步增加该合金的韧性，增加了整个合金的使用强度，确保成型后高温合金的品质和质量。

附图说明

图1是本发明中高温合金制备方法的具体步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。

实施例1：

如图1所示，耐磨镍基高温合金，按质量百分比计，包括镍：50％、铬：20％、铁：3％、钼：8％、钽：3％、锰：0.1％；碳：0.1％；硅：0.1％；磷：0.015％；硫：0.012％；硼：0.03；铝：0.1％；钛：0.1％；钴：0.1％。

该高温合金制备方法的具体步骤为：

具体的，

真空炉内的处理温度为1200℃，在对应各个元素的液态金属进行混合后放入单个真空炉中后需要进行搅拌混合处理。

在进行上述混合处理时，使用到研磨棒和驱动电机，所述驱动电机的驱动轴用于带动研磨棒对熔融状态下的金属熔液进行搅拌。

热轧制坯：将熔融后的金属液体倒入到模具中，形成固态的坯体后，即开始热轧，在热轧时的温度为1000℃，直至冷却至室温；

具体的，

在所述热轧制坯的过程中，初次热轧的加热速率为15℃/min，加热的时长为：40min。

二次热轧：将经过初次热轧的坯体放入800℃的环境下，保温时长为40min后，而后加热到初始热轧的温度后，保温20min后将坯体取出，放入冷水中冷却；

具体的，

在所述二次热轧的过程中，二次热轧的加热速率为20℃/min。

在经过二次热轧处理后，使用打磨机对冷却后的坯体进行打磨处理，使用到的打磨机的打磨片转动速率为300~500r/min。

在进行打磨处理时：分为粗打磨和细打磨，其中，

所述粗打磨时，打磨片采用粒度为2000目，该打磨片的转速为300r/min；所述细打磨时，打磨片采用粒度为5000目，该打磨片的转速为500r/min。

实施例2：

如图1所示，耐磨镍基高温合金，按质量百分比计，包括镍：55％、铬：21％、铁：4％、钼：9％、钽：4％、锰：0.2％；碳：0.1％；硅：0.5％；磷：0.015％；硫：0.012％；硼：0.03；铝：0.2％；钛：0.2％；钴：0.5％。

该高温合金制备方法的具体步骤为：

具体的，

在所述二次热轧的过程中，二次热轧的加热速率为20℃/min。

在进行打磨处理时：分为粗打磨和细打磨，其中，

实施例3：

如图1所示，耐磨镍基高温合金，按质量百分比计，包括镍：58％、铬：23％、铁：5％、钼：9％、钽：4％、锰：0.5％；碳：0.1％；硅：0.5％；磷：0.015％；硫：0.015％；硼：0.03；铝：0.45％；钛：0.4％；钴：1％。

该高温合金制备方法的具体步骤为：

具体的，

在所述二次热轧的过程中，二次热轧的加热速率为20℃/min。

在进行打磨处理时：分为粗打磨和细打磨，其中，

表一：

样品	原重/g	打磨后的重量/g
			实施例1	30.554	28.765
实施例2	32.756	31.985
			实施例3	34.965	32.782
传统合金	28.256	24.789

通过上表可以得知，实施例1、2和3的产品磨损率分别为5.855％、2.354％以及6.243％，相较于传统合金打磨后的磨损率12.270％。

实施例2中的磨损率最低。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.耐磨镍基高温合金，其特征在于，按质量百分比计，包括镍：50~60％、铬：20~23％、铁：3~10％、钼：8~10％、钽：3~5％、锰：0.1~0.5％；碳：0~0.1％；硅：0.1~0.5％；磷：≤0.015％；硫：0~0.015％；硼：≤0.03；铝：0.1~0.45％；钛：0.1~0.4％；钴：0.1~1％。

2.如权利要求1所述的耐磨镍基高温合金，其特征在于：按质量百分比计，包括镍：55~60％、铬：21~23％、铁：4~8％、钼：9~10％、钽：4~5％、锰：0.2~0.5％；碳：0.05~0.1％；硅：0.2~0.5％；磷：≤0.015％；硫：0.012~0.015％；硼：≤0.03；铝：0.2~0.45％；钛：0.2~0.4％；钴：0.5~1％。

3.如权利要求1所述的耐磨镍基高温合金，其特征在于：按质量百分比计，包括镍：58％、铬：23％、铁：5％、钼：9％、钽：4％、锰：0.5％；碳：0.1％；硅：0.5％；磷：0.015％；硫：0.015％；硼：0.03；铝：0.45％；钛：0.4％；钴：1％。

4.如权利要求1所述的耐磨镍基高温合金，其特征在于：该高温合金制备方法的具体步骤为：

5.如权利要求4所述的耐磨镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在所述熔炼的过程中，真空炉内的处理温度为1200~1500℃，在对应各个元素的液态金属进行混合后放入单个真空炉中后需要进行搅拌混合处理。

6.如权利要求5所述的耐磨镍基高温合金及其制备方法，其特征在于：在进行上述混合处理时，使用到研磨棒和驱动电机，所述驱动电机的驱动轴用于带动研磨棒对熔融状态下的金属熔液进行搅拌。

7.如权利要求4所述的耐磨镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在所述热轧制坯的过程中，初次热轧的加热速率为：5~15℃/min，加热的时长为：20~40min。

8.如权利要求4所述的耐磨镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在所述二次热轧的过程中，二次热轧的加热速率为10~20℃/min。

9.如权利要求4所述的耐磨镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在经过二次热轧处理后，使用打磨机对冷却后的坯体进行打磨处理，使用到的打磨机的打磨片转动速率为300~500r/min。

10.如权利要求9所述的耐磨镍基高温合金的制备方法，其特征在于：在进行打磨处理时：分为粗打磨和细打磨，其中，

所述粗打磨时，打磨片采用粒度为1000~2000目，该打磨片的转速为300r/min；所述细打磨时，打磨片采用粒度为3000~5000目，该打磨片的转速为500r/min。