一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法技术

技术编号:20886841 阅读:30 留言:0更新日期:2019-04-17 13:42
本发明专利技术公开了一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,包括原料熔融—合金添加—制备镍基高温合金锭—热锻变形—淬火冷却制造步骤。本发明专利技术中,在镍基合金制造过程中,先将原料按照配比进行熔融,在处于熔融状态的合金原料中,增加一定的Ni‑Fe合金,并通过搅拌设备将Ni‑Fe合金与熔融状态的合金原料进行充分混合,提高镍基合金耐腐蚀的能力,然后通过淬火冷却从而提高镍基合耐高温的性能;通过导入气体以及搅拌的方式对熔融合金进行搅拌,搅拌效果更好,同时支气管穿孔与支出气管过渡配合,能够在支出气管向上移动过程中,将支出气管外壁附着的熔融合金刮落,从而保证支出气管外壁整洁。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法
本专利技术涉及镍基合金制造
,具体涉及一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法。
技术介绍
镍基高温合金指的是以镍为基体在650~1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。耐蚀合金主要合金元素是铁、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下,合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在。现有的镍基合金在使用的过程中,对于高温和腐蚀的耐受能力较差,同时在镍基合金制备的过程中,现有的搅拌设备对于镍基合金的搅拌效果较差,影响镍基合金产品品质。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题,本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,在镍基合金制造过程中,先将原料按照配比进行熔融,在处于熔融状态的合金原料中,增加一定的Ni-Fe合金,并通过搅拌设备将Ni-Fe合金与熔融状态的合金原料进行充分混合,提高镍基合金耐腐蚀的能力,然后通过淬火冷却从而提高镍基合耐高温的性能;通过导入气体以及搅拌的方式对熔融合金进行搅拌,搅拌效果更好,同时支气管穿孔与支出气管过渡配合,能够在支出气管向上移动过程中,将支出气管外壁附着的熔融合金刮落,从而保证支出气管外壁整洁。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现:一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,包括原料熔融—合金添加—制备镍基高温合金锭—热锻变形—淬火冷却制造步骤,具体步骤如下:(1)原料熔融:按照耐腐蚀铸造镍基高温合金的组分要求配置原料,将原料放置在真空感应炉中,加热速度为25~30℃/min的条件下升温,当温度升至480℃时,开启氩气保护装置,然后在氩气流量为30ml/s~45ml/s的条件下继续升温至1540℃~1585℃,保温20min;(2)合金添加:向熔融的耐腐蚀铸造镍基高温合金中加入一定量的Ni-Fe合金,并通过搅拌设备对混合后的耐腐蚀铸造镍基高温合金溶液搅拌10min;(3)制备镍基高温合金锭:将熔体温度降至1450℃~1500℃并保持温度恒定,静置5~10分钟后,浇注到预热的金属模具中,制得镍基高温合金锭;(4)热锻变形:将制得镍基高温合金锭运至热锻造模具上,通过电阻丝加热炉升温至1200℃~1250℃,终锻温度为990℃~1010℃的条件进行热锻变形,得到变形的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料;(5)淬火冷却:将变形后的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料浸入淬冷介质中冷却至室温,即得耐腐蚀铸造镍基高温合金。进一步在于:步骤一所述耐腐蚀铸造镍基高温合金由以下质量百分比的元素组成:Cr:23.5~26.0%、Co:6.0~6.80%、Ti:1.20~1.40%、Al:0.25~0.50%、C:0.03~0.08%、B≤0.010%、Ce≤0.010%、Mn≤0.35%、Si≤0.65%、P≤0.015%、S≤0.007%,余量为Ni以及不可避免的杂质。进一步在于:步骤二所述Ni-Fe合金,铁的加入量占Ni-Fe合金质量的58%~61%,其余为镍,且铁占耐腐蚀铸造镍基高温合金总质量的4.0%~4.5%。进一步在于:步骤三所述热锻变形的变形方式采用多次累积变形方式,达到30%~40%的总变形量,其中单次变形量为6%-7%,用多方向交替锻造变形,即在一个方向上使混合Ni-Fe合金后的耐腐蚀铸造镍基高温合金变形6%-7%之后,翻转材料在另一方向上重新变形,以此类推使6个面交替实现交替变形。进一步在于:步骤二所述的搅拌设备包括两个T型支撑架及两个T型支撑架之间焊接的横架,所述横架顶面两侧对应T型支撑架连接处各固定有第一步进电机,两个所述第一步进电机分别通过电机轴传动连接各自位于T型支撑架内通过轴承活动连接的的丝杠,且两个丝杠之间滑动连接有隔离板,所述隔离板包括外环架及其内部转动连接的转盘,所述转盘的上表面均匀开设有支气管穿孔,所述外环架的侧壁焊接有一对与丝杠旋合连接的丝杠螺母块,所述两个T型支撑架的一侧底部均焊接有定向轮,所述两个T型支撑架的另一侧底部焊接有的一对万向自锁轮;所述横架的底部关于横架的中心面对称设置有一对MYT3-23液压推动器,所述一对MYT3-23液压推动器的伸缩杆端部传动连接有固定板,所述固定板的内部通过轴承活动连接有气吹架,所述气吹架包括主进气管、分气盘和支出气管,所述分气盘上端的进气口连通有与固定板内部轴承活动连接并贯穿延伸至横架上部的主进气管,所述主进气管的进气口连接有气嘴,所述分气盘的下端对应支气管穿孔所在位置处通过出气口与支气管穿孔内滑动连接的支出气管连通,所述固定板的上部固定有第二步进电机,所述第二步进电机的电机轴外壁卡接有主动齿轮,所述主动齿轮与卡接在主进气管外部的从动齿轮啮合传动。进一步在于:所述支出气管的轴线与隔离板的上端面垂直,且所述支出气管的外径与支气管穿孔内径为过渡配合。进一步在于:所述T型支撑架竖直部分的水平截面为U型。进一步在于:所述气吹架的旋转角度为0-90°。本专利技术的有益效果:1、在镍基合金制造过程中,先将原料按照配比进行熔融,然后在处于熔融状态的合金原料中,增加一定的Ni-Fe合金,并通过搅拌设备将Ni-Fe合金与熔融状态的合金原料进行充分混合,这种混合方式能够保留合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物,提高镍基合金耐腐蚀的能力,然后通过淬火冷却从而提高镍基合耐高温的性能;2、搅拌设备在一对T型支撑架的内部通过轴承活动连接有丝杠,然后通过第一步进电机驱动丝杠带动隔离板进行上下移动,在隔离板的上端面均匀开设有支气管穿孔,在搅拌设备的横架底部通过一对MYT3-23液压推动器传动连接有固定板,在固定板的内部通过轴承活动连接有气吹架,而气吹架的上部设置有贯穿并延伸至横架上部的主进气管,在气吹架的下部连通有多个与支气管穿孔滑动连接的支出气管,且气吹架通过第二步进电机驱动其旋转,该种结构能够通过导入气体以及搅拌的方式对熔融合金进行搅拌,搅拌效果更好,同时支气管穿孔与支出气管过渡配合,能够在支出气管向上移动过程中,将支出气管外壁附着的熔融合金刮落,从而保证支出气管外壁整洁。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术中搅拌设备的主视图;图2是本专利技术中搅拌设备的侧视图;图3是本专利技术中隔离板的结构示意图;图4是本专利技术中气吹架的结构示意图。图中:1、丝杠;2、气吹架;21、主进气管;22、分气盘;23、支出气管;3、T型支撑架;4、第一步进电机;5、横架;6、第二步进电机;7、气嘴;8、从动齿轮;9、MYT3-23液压推动器;10、固定板;11、隔离板;111、丝杠螺母块;112、支气管穿孔;113、转盘;114、外环架;12、主动齿轮;13、定向轮;14、万向自锁轮。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例,对本专利技术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专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,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它实施例,都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4所示,一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,包括原料熔融—合金添加—制备镍基高温合金锭—热锻变形—淬火冷却制造步骤,具体步骤如下:(1)原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,其特征在于,包括原料熔融—合金添加—制备镍基高温合金锭—热锻变形—淬火冷却制造步骤,具体步骤如下:(1)原料熔融:按照耐腐蚀铸造镍基高温合金的组分要求配置原料,将原料放置在真空感应炉中,加热速度为25~30℃/min的条件下升温,当温度升至480℃时,开启氩气保护装置,然后在氩气流量为30ml/s~45ml/s的条件下继续升温至1540℃~1585℃,保温20min;(2)合金添加:向熔融的耐腐蚀铸造镍基高温合金中加入一定量的Ni‑Fe合金,并通过搅拌设备对混合后的耐腐蚀铸造镍基高温合金溶液搅拌10min;(3)制备镍基高温合金锭:将熔体温度降至1450℃~1500℃并保持温度恒定,静置5~10分钟后,浇注到预热的金属模具中,制得镍基高温合金锭;(4)热锻变形:将制得镍基高温合金锭运至热锻造模具上,通过电阻丝加热炉升温至1200℃~1250℃,终锻温度为990℃~1010℃的条件进行热锻变形,得到变形的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料;(5)淬火冷却:将变形后的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料浸入淬冷介质中冷却至室温,即得耐腐蚀铸造镍基高温合金。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,其特征在于,包括原料熔融—合金添加—制备镍基高温合金锭—热锻变形—淬火冷却制造步骤,具体步骤如下:(1)原料熔融:按照耐腐蚀铸造镍基高温合金的组分要求配置原料,将原料放置在真空感应炉中,加热速度为25~30℃/min的条件下升温,当温度升至480℃时,开启氩气保护装置,然后在氩气流量为30ml/s~45ml/s的条件下继续升温至1540℃~1585℃,保温20min;(2)合金添加:向熔融的耐腐蚀铸造镍基高温合金中加入一定量的Ni-Fe合金,并通过搅拌设备对混合后的耐腐蚀铸造镍基高温合金溶液搅拌10min;(3)制备镍基高温合金锭:将熔体温度降至1450℃~1500℃并保持温度恒定,静置5~10分钟后,浇注到预热的金属模具中,制得镍基高温合金锭;(4)热锻变形:将制得镍基高温合金锭运至热锻造模具上,通过电阻丝加热炉升温至1200℃~1250℃,终锻温度为990℃~1010℃的条件进行热锻变形,得到变形的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料;(5)淬火冷却:将变形后的耐腐蚀铸造镍基高温合金坯料浸入淬冷介质中冷却至室温,即得耐腐蚀铸造镍基高温合金。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,其特征在于,步骤一所述耐腐蚀铸造镍基高温合金由以下质量百分比的元素组成:Cr:23.5~26.0%、Co:6.0~6.80%、Ti:1.20~1.40%、Al:0.25~0.50%、C:0.03~0.08%、B≤0.010%、Ce≤0.010%、Mn≤0.35%、Si≤0.65%、P≤0.015%、S≤0.007%,余量为Ni以及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,其特征在于,步骤二所述Ni-Fe合金,铁的加入量占Ni-Fe合金质量的58%~61%,其余为镍,且铁占耐腐蚀铸造镍基高温合金总质量的4.0%~4.5%。4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铸造镍基高温合金的制造方法,其特征在于,步骤三所述热锻变形的变形方式采用多次累积变形方式,达到30%~40%的总变形量,其中单次变形量为6%-7%,用多方向交替锻造变形,即在一个方向上使混合Ni-Fe合金后的耐腐蚀铸造镍基高温合金变形6%-7%之后,翻转材料在另一方向上重新变形,以此类推使...

【专利技术属性】
技术研发人员:程国华
申请(专利权)人:宁国市华成金研科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1