阀门用镍基合金球体的挤压成形方法技术

本发明专利技术涉及一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法。步骤包括：计算机数值模拟确定工艺参数；坯料先预热，然后继续加热到锻造温度；挤压设备设定程序；运行挤压：模具完成合模后保压，冲头挤压至设定位置；模具、冲头复位，球体毛坯脱模；毛坯空冷、热处理及机加工。本发明专利技术优点是：一次加热挤压成形，避免了镍基合金在锻造过程中发生开裂和合金元素贫瘠化；保证了金属流线连续性，提高了耐腐蚀性能；挤压成形过程中，材料的变形量大，在变形过程中进行了极其充分的再结晶，细化了晶粒，避免了自由锻、模锻过程中出现的晶粒粗大和混晶的现象；材料利用率高，机械加工工时少，可以有效提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阀体加工
，具体是一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法。
技术介绍
镍基合金是一种兼有热稳定性和热强性的合金，主要用于航空、航天等热端设备。随着科技的发展，高温合金尤其是镍基合金在电力、石油石化等行业的应用越来越广泛。球阀是目前应用最为广泛的一种阀门，球体是球阀的关键元件。随着超临界、超超临界火电以及核电的大力发展，对阀门本身特别是球体的耐蚀性和耐高温性能提出了更加严格的要求。普通的耐热钢，如F91、F92和不锈钢，如F316、F304等，已经不能满足相关要求。因此，镍基合金的球体成为很多热端设备和耐蚀设备的首选。镍基合金合金化元素高，锻造区间短、变形抗力大。现有高温合金球体制造工艺是通过自由锻、模锻，多火次锻造成形，在锻造过程中经常会出现开裂、混晶等现象，导致产品报废。
技术实现思路
本专利技术针对现有高温合金球体制造工艺过程中的不足，提供一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法。可以一火次成形接近零件形状的球体毛坯，避免多次加热造成的晶粒粗大、混晶等现象，大大提高了产品的合格率；同时这种挤压成形方法保证了金属流线的连续性，大幅提高球体的机械性能和耐蚀性能；不仅如此，这种方法还节约了原材料，减少了机械加工工时，提高了生产效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法，包括以下步骤：（1）使用计算机数值模拟确定球体挤压成形时所需工艺参数；（2）锯切下料；（3）坯料预热到100℃，在表面涂抹润滑剂和粘结剂，并加软包套，然后将坯料继续加热到锻造温度1180℃±20℃；（4）模具安装到位，预热温度达到400℃以上，并对模具喷涂润滑剂；（5）多功能金属挤压机程序设定:上模合模→水平冲头挤压→上模上行脱模→锻件脱模→水平冲头复位，其中上模采用压力控制，冲头采用位移控制；（6）加热后的坯料从炉膛取出后放入模具型腔中心位置，转移时间不超过一分钟；（7）运行挤压：模具完成合模后保压→冲头挤压至设定位置；（8）模具复位，冲头复位，球体毛坯脱模；（9）毛坯空冷；（10）毛坯热处理及机加工。采用上述技术方案的本专利技术，与现有技术相比，其优点是：①挤压成形过程中，坯料受三向压应力成形，提高了球体的机械性能；②一次加热挤压成形，有效地避免了镍基合金在锻造过程中发生开裂和合金元素贫瘠化，保证了金属流线连续性，提高了耐腐蚀性能；③挤压成形过程中，材料的变形量大，在变形过程中进行了极其充分的再结晶，细化了晶粒，避免了自由锻、模锻过程中出现的晶粒粗大和混晶的现象；③该方法材料利用率高，机械加工工时少，可以有效提高生产效率。附图说明图1是球体挤压件结构示意图；图2是球体挤压成形流程示意图；图中：1-下模；2-冲头；3-坯料；4-上模，5-锻件。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，目的仅在于更好地理解本
技术实现思路
，因此，所举之例并不限制本专利技术的保护范围。实施例1：材质为Inconel625、规格为DN80的球体。（1）通过计算机数值模拟技术确定一种材质为Inconel625、规格为DN80球体挤压件的技术参数如下表：表1挤压技术参数型号坯料直径锻件重量始锻温度终锻温度DN80Φ90 mm6.5 kg1180 ℃≥800 ℃（2）采用锯床下料，坯料重量6.4kg-6.7kg（高度参考119.2mm-124.8mm）；（3）坯料先预热到100℃，然后在坯料表面涂抹润滑剂和粘结剂，并加软包套，然后将坯料加热到1180℃±20℃；（4）模具安装到位，预热温度达到400℃以上；（5）采用4000T多功能金属挤压机，设定挤压程序，上模采用压力控制，冲头采用位移控制；（6）加热后的坯料从炉膛取出后放入模具型腔中心位置，转移时间不能超过一分钟；（7）运行挤压：合模保压→冲头运行到指定位置→上模上行，锻件脱模→冲头复位→上模复位；（8）锻后空冷；（9）热处理：退火制度1000℃×60min；（10）毛坯表面进行抛丸处理；（11）机加工：根据产品的零件图，对生产完合格的锻件进行机加工，加工的工序大概包括以下四部分：粗车——精车——粗磨——精磨，精磨完成后保证产品符合各尺寸及粗糙度的要求。实施例2：材质为Incoloy825、规格为DN200的球体。（1）通过计算机数值模拟技术确定一种材质为Incoloy825、规格为DN200的球体挤压件的术参数如下表：表2挤压技术参数型号坯料直径锻件重量始锻温度终锻温度DN200Φ200 mm130 kg1200 ℃≥800 ℃（2）采用锯床下料，坯料重量129kg-131kg（高度参考486.7mm-494.3mm）；（3）坯料先预热到100℃，然后在坯料表面涂抹润滑剂和粘结剂，并加软包套，然后将坯料加热到1180℃±20℃；（4）模具安装到位，预热温度达到400℃以上；（5）采用12000T多功能金属挤压机，设定挤压程序，上模采用压力控制，冲头采用位移控制；（6）加热后的坯料从炉膛取出后放入模具型腔中心位置，转移时间不得超过一分钟；（7）运行挤压：合模保压→冲头运行到指定位置→上模上行，锻件脱模→冲头复位→上模复位；（8）锻后空冷；（9）热处理：退火制度940℃±10℃；（10）毛坯表面进行抛丸处理；（11）机加工：根据产品的零件图，对生产完合格的锻件进行机加工，加工的工序大概包括以下四部分：粗车——精车——粗磨——精磨，精磨完成后保证产品符合各尺寸及粗糙度的要求。以上所述仅为本专利技术较佳可行的实施例而已，并非因此局限本专利技术的权利范围，凡运用本专利技术说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本专利技术的权利范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用计算机数值模拟确定球体挤压成形时所需工艺参数；（2）锯切下料；（3）坯料预热到100℃，在表面涂抹润滑剂和粘结剂，并加软包套，然后将坯料继续加热到锻造温度1180℃±20℃；（4）模具安装到位，预热温度达到400℃以上，并对模具喷涂润滑剂；（5）多功能金属挤压机程序设定:上模合模→水平冲头挤压→上模上行脱模→锻件脱模→水平冲头复位，其中上模采用压力控制，冲头采用位移控制；（6）加热后的坯料从炉膛取出后放入模具型腔中心位置，转移时间不超过一分钟；（7）运行挤压：模具完成合模后保压→冲头挤压至设定位置；（8）模具复位，冲头复位，球体毛坯脱模；（9）毛坯空冷；（10）毛坯热处理及机加工。

【技术特征摘要】
1.一种阀门用镍基合金球体的挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用计算机数值模拟确定球体挤压成形时所需工艺参数；（2）锯切下料；（3）坯料预热到100℃，在表面涂抹润滑剂和粘结剂，并加软包套，然后将坯料继续加热到锻造温度1180℃±20℃；（4）模具安装到位，预热温度达到400℃以上，并对模具喷涂润滑剂；（5）多功能金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋雨，宋昌哲，徐文翠，
申请(专利权)人：二十二冶集团精密锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13