專利名稱：一種高溫合金管材的加工工藝的制作方法
技術領域：
對于加工具有較高的室溫強度和高溫強度，中等管徑，一定的長度和壁厚的高溫合金管材，從管材加工工藝考慮，有相當的難度。其技術難點在于高溫合金一般不適合于用熱穿管方法生產管坯，因合金的高溫強度較高，熱穿管時不易在頂頭部位形成一定的空腔。另外，采用熱擠壓方法制備高強度管坯，變形抗力大，擠壓成型困難，也很難找到適合的擠壓潤滑劑，擠壓管坯的內外表面質量也難以保證。同時對于較大尺寸的擠壓坯料，需要較大噸位的擠壓機進行擠壓，一般單位并不具備該種設備。
發明內容
本發明的目的是對于具有較高室溫強度和高溫強度的高溫合金，提供一種工藝設備簡單、容易成型、可以有效提高合金管材的質量、成品率的高溫合金管材的加工工藝。
本發明的技術方案是采用冷旋壓和冷軋的加工工藝，具體操作步驟如下1)將棒材于1050～1150℃固溶處理，保溫時間0.5～1小時，水冷，棒材加工成旋壓坯料；2)將旋壓坯料旋壓4～6道次，中間進行真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬；3)將旋壓的管材經1050～1150℃真空退火處理，保溫時間0.5～1小時，氣淬，作為冷軋管坯；4)將冷軋管坯進行1～3道次軋制出冷軋管；5)將上述冷軋管真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬，再進行1～3道次冷軋出成品管材。
所述步驟2)將旋壓坯料旋壓4～6道次，每旋壓1～3道次，中間進行1次真空固溶處理；所述第一道次旋壓的變形比為4～8％，第二次旋壓的變形比為10～18％，第三次旋壓的變形比為10～18％，第四次旋壓的變形比為24～32％，第五次旋壓的變形比為24～32％；所述步驟4)軋制變形比25％～32％；所述步驟5)軋制變形比35％～45％。
本發明的優點生產工藝簡便，生產成本低，成品率高。本發明對于加工具有較高室溫強度和高溫強度的高溫合金管材，工藝設備簡單、容易成型、可以有效提高合金管材的質量、成品率，可以加工出一種中等管徑，一定的長度和壁厚的高溫合金管材，加工出的合金管材表面光亮，使用性能良好，完全符合使用要求，生產的高溫合金管材具有很高的綜合性能，避免了采用熱穿管工藝時，因合金的高溫強度較高，熱穿管不易在頂頭部位形成空腔的問題，以及采用熱擠壓工藝，時變形抗力大，擠壓成型困難，難找到適合的擠壓潤滑劑等一系列問題。
圖1為具體實施方式
中125合金管材的實物照片。
圖2為本發明工藝流程圖。
圖3為實施例1工藝流程圖。
具體實施例方式
對所研制的具有較高室溫強度和高溫強度的125高溫合金，加工出內徑50～60mm，壁厚3～5mm的管材，采用冷旋壓和冷軋的加工工藝加工管材，具體操作步驟如下1)將125合金鍛造成的φ100mm的長棒材截短，于1100℃固溶處理，保溫1小時，水冷，精加工成φ95mm×～500mm的棒材，棒材中心鉆孔制成旋壓坯料。
2)采用冷旋壓和冷軋制工藝制備管材，旋壓的芯棒和旋輪由9CrSi材料制成，芯棒尺寸為φ59mm×1500mm，考慮到合金的強度與不銹鋼及碳鋼的差異，旋壓采用小變形量及中間真空固溶處理的工藝制度，坯料共旋壓5道次，每旋壓2道次，中間進行1次真空固溶處理，溫度1100℃，時間0.8小時，氣淬；第一道次旋壓的變形比為6.8％，第二次旋壓的變形比為14.1％，第三次旋壓的變形比為15.2％，第四次旋壓的變形比為28％，第五次旋壓的變形比為29％。旋壓管坯和旋壓結束管材尺寸如表1。
表1
3)旋壓管材經1120℃真空退火處理，保溫0.5小時，氣淬，作為LG55軋機的冷軋管坯。選用φ75/62mm的軋輥和φ58/48mm的芯棒，1道次LG55軋制出符合LD60軋機要求的冷軋管，軋制變形比為28.2％。表2給出LG55軋機冷軋的坯料和軋制的管材尺寸。
表2
4)將冷軋管1050℃真空固溶處理，時間0.5小時，氣淬，選擇孔徑為φ68/55mm的軋輥，φ51/48mm的芯棒，LD60軋機2道次冷軋出成品尺寸管材，軋制變形比為40％。LD60冷軋管機軋制的成品管材尺寸列于表3中，成品管材的實物照片如圖1。
表3
125合金管材的拉伸性能如表4所示，表4給出125合金管材與的125合金拉伸性能的對比結果，可見管材強度和塑性與合金的基本一致，合金管材的室溫硬度(HB)為169.5。
表4
權利要求
1.一種高溫合金管材的加工工藝，其特征在于采用冷旋壓和冷軋的加工工藝，具體操作步驟如下1)將棒材于1050～1150℃固溶處理，保溫時間0.5～1小時，水冷，棒材加工成旋壓坯料；2)將旋壓坯料旋壓4～6道次，中間進行真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬；3)將旋壓的管材經1050～1150℃真空退火處理，保溫時間0.5～1小時，氣淬，作為冷軋管坯；4)將冷軋管坯進行1～3道次軋制出冷軋管；5)將上述冷軋管真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬，再進行1～3道次冷軋出成品管材。
2.按照權利要求1所述高溫合金管材的加工工藝，其特征在于所述步驟2)將旋壓坯料旋壓4～6道次，每旋壓1～3道次，中間進行1次真空固溶處理。
3.按照權利要求2所述高溫合金管材的加工工藝，其特征在于第一道次旋壓的變形比為4～8％，第二次旋壓的變形比為10～18％，第三次旋壓的變形比為10～18％，第四次旋壓的變形比為24～32％，第五次旋壓的變形比為24～32％。
4.按照權利要求1所述高溫合金管材的加工工藝，其特征在于所述步驟4)軋制變形比25％～32％。
5.按照權利要求1所述高溫合金管材的加工工藝，其特征在于所述步驟5)軋制變形比35％～45％。
全文摘要
本發明涉及一種高溫合金管材的加工工藝，具體操作步驟1)將棒材于1050～1150℃固溶處理，保溫時間0.5～1小時，水冷，棒材中心鉆孔制成旋壓坯料；2)將旋壓坯料旋壓4～6道次，中間進行真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬；3)將旋壓的管材經1050～1150℃真空退火處理，保溫時間0.5～1小時，氣淬，作為冷軋管坯；4)將冷軋管坯軋制出冷軋管；5)將冷軋管真空固溶處理，溫度1050～1150℃，時間0.5～1小時，氣淬，冷軋出成品管材。本發明對于加工具有較高室溫強度和高溫強度的高溫合金管材，工藝設備簡單、容易成型、可以有效提高合金管材的質量、成品率。
文檔編號C22F1/04GK1508278SQ0214497
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月20日 優先權日2002年12月20日
發明者馬穎澈, 高明, 趙秀娟, 張順南, 劉奎 申請人:中國科學院金屬研究所