CN115780554B - 一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，涉及管材热挤压技术领域，包括如下步骤：步骤一：配备外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵；步骤二：为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵；步骤三：为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵；步骤四：将挤压冲头和液压装置吊装至管道内部；步骤五：在管道外侧固定可升降压机及外模；步骤六：在支管成形部位安装中频感应加热线圈矩阵；步骤七：在支管成形部位的通孔外围安装观测接触式测温仪；步骤八：重复加热‑挤压过程，直至成形出规定尺寸。本发明通过设置外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，对镍基合金支管热挤压成形时温度的监控。

Description

一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法

技术领域

本发明涉及管材热挤压技术领域，具体是涉及一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法。

背景技术

镍基合金是指以镍为基体，在650~1000℃范围内具有较高强度和良好的抗氧化、抗腐蚀能力的高温合金材料，并且在海洋、环保、能源和石油化工等多个领域中得到了广泛的应用。目前，越来越多的项目需要更高性能要求的不锈钢，对镍基合金的需求量也在不断的增长。但对镍基的生产处理工艺仍存在着许多要改进的地方，在对镍基合金进行热挤压成形的过程中，当挤压温度过低时，镍基合金会析出σ相脆性组织，继续对其进行挤压则会导致挤压支管内外表面开裂，而温度过高则会导致，也会影响支管成形，在支管成形时，由于管道尺寸较大，支管成形部分整体加热和控温，初始加热会出现局部温度不均的现象，因此会妨碍精准控制加热温度介于950℃~1100℃，影响支管成形的效果。

为解决上述问题，有必要提供一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的在对镍基合金进行热挤压成形的过程中，当挤压温度过低时，镍基合金会析出σ相脆性组织，继续对其进行挤压则会导致挤压支管内外表面开裂，而温度过高则会导致，也会影响支管成形，在支管成形时，由于管道尺寸较大，支管成形部分整体加热和控温，初始加热会出现局部温度不均的现象，因此会妨碍精准控制加热温度介于950℃~1100℃，影响支管成形的效果的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，包括如下步骤：

步骤一：配备外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，测量范围为0~1400℃，将外激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的外表面，将内激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的内表面；

步骤二：为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵，设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤三：为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵，设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤四：在支管成形部位的中心预开与成形管径适配的通孔，将支管成形的挤压冲头固定在液压装置上，将挤压冲头和液压装置吊装至管道内部，调整挤压冲头和液压装置的位置，使得其位于支管成形部位的正下方，确保挤压冲头、液压装置与预开的通孔的中心位于同一轴线上；

步骤五：在管道外侧固定可升降压机及外模，外模上开设有与步骤四中通孔相适配的预留孔，外模安装在压机的输出端，并使压机及外模与管道外表面保持安全距离，安全距离不小于50cm；

步骤六：在支管成形部位安装中频感应加热线圈矩阵，采用中频感应加热线圈矩阵对支管成形部位进行加热，加热温度范围为1000~1100℃；

步骤七：加热完毕，卸载中频感应加热线圈矩阵，在支管成形部位的通孔外围安装观测接触式测温仪，观测接触式测温仪位于管道内部；

步骤八：下移模具将压机的外模与镍基合金钢管外表面紧密贴合，启动液压装置将冲头向上挤压，观测接触式测温仪显示温度，当温度降至950℃时，安装中频加热线圈矩阵，重新加热至1100℃后，卸载中频加热线圈矩阵，再进行挤压，重复加热-挤压过程，直至成形出规定尺寸；

其中，所述步骤一还包括如下步骤：

S101：采用横线和纵线将支管挤压成形部分划分为50块区域，横线等距排列，纵线等距排列；

S102：顺次将每块区域标号，标号为，i=1，2，…，50；

S103：准备相应数量的外激光测温仪，对外激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与区域编为一组；

S104：将外激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为外激光测温仪矩阵；

S105：调整每个外激光测温仪的角度，标号为的外激光测温仪对准标号为的区域的外表面；

S106：准备相应数量的内激光测温仪，对内激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与区域编为一组；

S107：将内激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为内激光测温仪矩阵；

S108：调整每个内激光测温仪的角度，标号为的内激光测温仪对准标号为的区域的内表面；

所述步骤二中为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵包括如下步骤：

S201：准备相应数量的外检测报警设备，对外检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与外检测报警设备编为一组；

S202：标号为的外检测报警设备接收标号为的外激光测温仪的信号，不同标号的外检测报警设备相互独立，所有外检测报警设备组合为外检测报警设备矩阵；

S203：外检测报警设备矩阵连接有外中央处理装置，外中央处理装置显示发出警报的外检测报警设备的标号；

所述步骤三中为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵包括如下步骤：

S301：准备相应数量的内检测报警设备，对内检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与内检测报警设备编为一组；

S302：标号为的内检测报警设备接收标号为的内激光测温仪的信号，不同标号的内检测报警设备相互独立，所有内检测报警设备组合为内检测报警设备矩阵；

S303：内检测报警设备矩阵连接有内中央处理装置，内中央处理装置显示发出警报的内检测报警设备的标号。

优选的，所述步骤六中的中频感应加热线圈矩阵按照如下步骤安装：

S601：准备相应数量的中频感应加热线圈，对中频感应加热线圈进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的中频感应加热线圈与区域编为一组；

S602：标号为的中频感应加热线圈被安装在标号为的区域内，不同标号的中频感应加热线圈相互独立，所有中频感应加热线圈组合为中频感应加热线圈矩阵；

S603：中频感应加热线圈矩阵与内中央处理装置控制连接，中频感应加热线圈矩阵与外中央处理装置控制连接。

优选的，所述接触式测温仪与中频加热线圈矩阵控制连接。

优选的，所述外激光测温仪和内激光测温仪通过不同的光谱进行测温，当激光照射到需要被检测的样品上时，样品中的分子被激发到特定的光谱等级，根据玻尔兹曼定律中的粒子分布情况，确定其温度。

优选的，所述步骤一中的外激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述外激光测温仪矩阵分别位于管道外部的前后侧，内激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述内激光测温仪矩阵分别位于管道内部的左右侧，管道横向水平设置。

优选的，所述S105中外激光测温仪的校准方法为：引导标号为的外激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的外表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的外表面中心对准。

优选的，所述S108中内激光测温仪的校准方法为：引导标号为的内激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的内表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的内表面中心对准。

与现有技术相比，本发明提供了一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，具备以下有益效果：

通过外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，对镍基合金支管热挤压成形时温度的监控，将支管成形部分分割为多个区域，实时关注其环境温度的变化，从而能精确将支管成形部分的热挤压温度控制在900℃以上，极大地避免了镍基合金容易开裂的现象，大大提高了镍基合金支管成形的成功率，同时，利用中频加热线圈矩阵对镍基合金支管成形部分分割的多个区域进行反复加热，控制各区域的加热温度控制在1000~1100℃，既能够控制其σ相的析出，也能够避免镍基合金的过烧现象，保证了镍基合金支管成形的性能，避免局部温度超出950℃~1100℃。

附图说明

图1为本发明的操作流程示意图；

图2为本发明的内外检测报警设备矩阵配备流程图；

图3为本发明的外检测报警设备矩阵配备流程图；

图4为本发明的内检测报警设备矩阵配备流程图；

图5为本发明的中频感应加热线圈矩阵安装流程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1-5所示，一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，包括如下步骤：

步骤一：配备外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，测量范围为0~1400℃，按如下方式配备外激光测温仪矩阵：

S101：采用横线和纵线将支管挤压成形部分划分为50块区域，横线等距排列，纵线等距排列；

S102：顺次将每块区域标号，标号为，i=1，2，…，50；

S103：准备相应数量的外激光测温仪，对外激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与区域编为一组；

S104：将外激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为外激光测温仪矩阵；

S105：调整每个外激光测温仪的角度，标号为的外激光测温仪对准标号为的区域的外表面；

按如下方式配备内激光测温仪矩阵：

S106：准备相应数量的内激光测温仪，对内激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与区域编为一组；

S107：将内激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为内激光测温仪矩阵；

S108：调整每个内激光测温仪的角度，标号为的内激光测温仪对准标号为的区域的内表面；

将外激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的外表面，将内激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的内表面；

步骤二：为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵，按如下方式配备外检测报警设备矩阵：

S201：准备相应数量的外检测报警设备，对外检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与外检测报警设备编为一组；

S202：标号为的外检测报警设备接收标号为的外激光测温仪的信号，不同标号的外检测报警设备相互独立，所有外检测报警设备组合为外检测报警设备矩阵；

S203：外检测报警设备矩阵连接有外中央处理装置，外中央处理装置显示发出警报的外检测报警设备的标号；

设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤三：为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵，按如下方式配备内检测报警设备矩阵：

S301：准备相应数量的内检测报警设备，对内检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与内检测报警设备编为一组；

S302：标号为的内检测报警设备接收标号为的内激光测温仪的信号，不同标号的内检测报警设备相互独立，所有内检测报警设备组合为内检测报警设备矩阵；

S303：内检测报警设备矩阵连接有内中央处理装置，内中央处理装置显示发出警报的内检测报警设备的标号；

设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤四：在支管成形部位的中心预开与成形管径适配的通孔，将支管成形的挤压冲头固定在液压装置上，将挤压冲头和液压装置吊装至管道内部，调整挤压冲头和液压装置的位置，使得其位于支管成形部位的正下方，确保挤压冲头、液压装置与预开的通孔的中心位于同一轴线上；

步骤五：在管道外侧固定可升降压机及外模，外模上开设有与步骤四中通孔相适配的预留孔，外模安装在压机的输出端，并使压机及外模与管道外表面保持安全距离，安全距离不小于50cm；

步骤六：在支管成形部位安装中频感应加热线圈矩阵，中频感应加热线圈矩阵按照如下步骤安装：

S601：准备相应数量的中频感应加热线圈，对中频感应加热线圈进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的中频感应加热线圈与区域编为一组；

S602：标号为的中频感应加热线圈被安装在标号为的区域内，不同标号的中频感应加热线圈相互独立，所有中频感应加热线圈组合为中频感应加热线圈矩阵；

S603：中频感应加热线圈矩阵与内中央处理装置控制连接，中频感应加热线圈矩阵与外中央处理装置控制连接；

采用中频感应加热线圈矩阵对支管成形部位进行加热，加热温度范围为1000~1100℃；

中频感应加热线圈矩阵初次加热时，密切关注内中央处理装置和外中央处理装置的信号，中央处理装置和外中央处理装置都会显示警报，但当加热温度超过950℃时，中央处理装置和外中央处理装置恢复正常，在持续加热时，有部分区域的温度超过1100℃时，中央处理装置或外中央处理装置会显示警报，内中央处理装置显示标号或外中央处理装置显示标号，则相应观测内激光测温仪或外激光测温仪的数值，超过1100℃的，停止中频感应加热线圈对区域进行加热，其余部分继续加热，直到全部区域都加热到接近1100℃为止；

步骤七：加热完毕，卸载中频感应加热线圈矩阵，在支管成形部位的通孔外围安装观测接触式测温仪，成形挤压不会触碰到观测接触式测温仪，观测接触式测温仪位于管道内部；

步骤八：下移模具将压机的外模与镍基合金钢管外表面紧密贴合，启动液压装置将冲头向上挤压，此时，从外部无法使用外激光测温仪矩阵测温，观测接触式测温仪显示温度得到大致温度，当温度降至950℃时，分开外模与镍基合金钢管，安装中频加热线圈矩阵，重复步骤六，重新加热管道至1100℃后，卸载中频加热线圈矩阵，再进行挤压，重复加热-挤压过程，直至成形出规定尺寸。

具体的，接触式测温仪与中频加热线圈矩阵控制连接。

外激光测温仪和内激光测温仪通过不同的光谱进行测温，当激光照射到需要被检测的样品上时，样品中的分子被激发到特定的光谱等级，根据玻尔兹曼定律中的粒子分布情况，确定其温度。

步骤一中的外激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述外激光测温仪矩阵分别位于管道外部的前后侧，内激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述内激光测温仪矩阵分别位于管道内部的左右侧，管道横向水平设置。

S105中外激光测温仪的校准方法为：引导标号为的外激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的外表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的外表面中心对准。

S108中内激光测温仪的校准方法为：引导标号为的内激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的内表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的内表面中心对准。

本发明的工作原理及使用流程：通过外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，对镍基合金支管热挤压成形时温度的监控，将支管成形部分分割为多个区域，实时关注其环境温度的变化，从而能精确将支管成形部分的热挤压温度控制在900℃以上，极大地避免了镍基合金容易开裂的现象，大大提高了镍基合金支管成形的成功率，同时，利用中频加热线圈矩阵对镍基合金支管成形部分分割的多个区域进行反复加热，控制各区域的加热温度控制在1000~1100℃，既能够控制其σ相的析出，也能够避免镍基合金的过烧现象，保证了镍基合金支管成形的性能，避免局部温度超出950℃~1100℃。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：配备外激光测温仪矩阵和内激光测温仪矩阵，测量范围为0~1400℃，将外激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的外表面，将内激光测温仪矩阵的测温探头前侧激光对准至支管挤压成形部分的内表面；

步骤二：为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵，设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤三：为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵，设置警示温度950~1100℃，当温度降至950℃或高于1100℃时，设备启动警示功能；

步骤四：在支管成形部位的中心预开与成形管径适配的通孔，将支管成形的挤压冲头固定在液压装置上，将挤压冲头和液压装置吊装至管道内部，调整挤压冲头和液压装置的位置，使得其位于支管成形部位的正下方，确保挤压冲头、液压装置与预开的通孔的中心位于同一轴线上；

步骤五：在管道外侧固定可升降压机及外模，外模上开设有与步骤四中通孔相适配的预留孔，外模安装在压机的输出端，并使压机及外模与管道外表面保持安全距离，安全距离不小于50cm；

步骤六：在支管成形部位安装中频感应加热线圈矩阵，采用中频感应加热线圈矩阵对支管成形部位进行加热，加热温度范围为1000~1100℃；

步骤七：加热完毕，卸载中频感应加热线圈矩阵，在支管成形部位的通孔外围安装观测接触式测温仪，观测接触式测温仪位于管道内部；

步骤八：下移模具将压机的外模与镍基合金钢管外表面紧密贴合，启动液压装置将冲头向上挤压，观测接触式测温仪显示温度，当温度降至950℃时，安装中频加热线圈矩阵，重新加热至1100℃后，卸载中频加热线圈矩阵，再进行挤压，重复加热-挤压过程，直至成形出规定尺寸；

其中，所述步骤一还包括如下步骤：

S101：采用横线和纵线将支管挤压成形部分划分为50块区域，横线等距排列，纵线等距排列；

S102：顺次将每块区域标号，标号为，i=1，2，…，50；

S103：准备相应数量的外激光测温仪，对外激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与区域编为一组；

S104：将外激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为外激光测温仪矩阵；

S105：调整每个外激光测温仪的角度，标号为的外激光测温仪对准标号为的区域的外表面；

S106：准备相应数量的内激光测温仪，对内激光测温仪进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与区域编为一组；

S107：将内激光测温仪按照各区域的排列顺序，组合成为内激光测温仪矩阵；

S108：调整每个内激光测温仪的角度，标号为的内激光测温仪对准标号为的区域的内表面；

所述步骤二中为外激光测温仪矩阵配备外检测报警设备矩阵包括如下步骤：

S201：准备相应数量的外检测报警设备，对外检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的外激光测温仪与外检测报警设备编为一组；

S202：标号为的外检测报警设备接收标号为的外激光测温仪的信号，不同标号的外检测报警设备相互独立，所有外检测报警设备组合为外检测报警设备矩阵；

S203：外检测报警设备矩阵连接有外中央处理装置，外中央处理装置显示发出警报的外检测报警设备的标号；

所述步骤三中为内激光测温仪矩阵配备内检测报警设备矩阵包括如下步骤：

S301：准备相应数量的内检测报警设备，对内检测报警设备进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的内激光测温仪与内检测报警设备编为一组；

S302：标号为的内检测报警设备接收标号为的内激光测温仪的信号，不同标号的内检测报警设备相互独立，所有内检测报警设备组合为内检测报警设备矩阵；

S303：内检测报警设备矩阵连接有内中央处理装置，内中央处理装置显示发出警报的内检测报警设备的标号。

2.根据权利要求1所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述步骤六中的中频感应加热线圈矩阵按照如下步骤安装：

S601：准备相应数量的中频感应加热线圈，对中频感应加热线圈进行标号，标号为，i=1，2，…，50，标号下标相同的中频感应加热线圈与区域编为一组；

S602：标号为的中频感应加热线圈被安装在标号为的区域内，不同标号的中频感应加热线圈相互独立，所有中频感应加热线圈组合为中频感应加热线圈矩阵；

S603：中频感应加热线圈矩阵与内中央处理装置控制连接，中频感应加热线圈矩阵与外中央处理装置控制连接。

3.根据权利要求2所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述接触式测温仪与中频加热线圈矩阵控制连接。

4.根据权利要求3所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述外激光测温仪和内激光测温仪通过不同的光谱进行测温，当激光照射到需要被检测的样品上时，样品中的分子被激发到特定的光谱等级，根据玻尔兹曼定律中的粒子分布情况，确定其温度。

5.根据权利要求4所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述步骤一中的外激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述外激光测温仪矩阵分别位于管道外部的前后侧，内激光测温仪矩阵分割为两部分，两个所述内激光测温仪矩阵分别位于管道内部的左右侧，管道横向水平设置。

6.根据权利要求5所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述S105中外激光测温仪的校准方法为：引导标号为的外激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的外表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的外表面中心对准。

7.根据权利要求6所述的一种精准控制镍基合金热挤压温度的支管成形防开裂方法，其特征在于：所述S108中内激光测温仪的校准方法为：引导标号为的内激光测温仪发出的激光引导线至标号为的区域的内表面附近，微调使得激光引导线与标号为的区域的内表面中心对准。

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