本发明专利技术公开了一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，涉及锻件加工技术领域，具体工艺如下：1）利用碳化锆粉末、硼化锆粉末和纳米纤维素制得炭/碳化锆‑硼化锆纳米复合粉末；2）将合金锭拔丝后经吸氢‑脱氢处理得到合金粉末；3）将不锈钢原料熔炼后加入炭/碳化锆‑硼化锆纳米复合粉末以及合金粉末，得到铸造锭，将得到的铸造锭进行加热处理；4）将铸造锭进行锻造，然后在1080‑1150℃下进行保温即可获得满足要求的不锈钢锻件。本发明专利技术通过细化不锈钢基体的晶粒，以及降低应力对不锈钢基体的影响，同时减少高温长时间加热时钢料表面铜的析出，从而使得锻件表面不易出现裂纹，使得锻件质量得到提升。
【技术实现步骤摘要】
一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺
本专利技术属于锻件加工
，具体涉及一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺。
技术介绍
锻件作为冶金机械、石油化工、交通运输、能源电力等领域大型成套装备的核心零部件，在国民经济建设、国防装备和重大科学装置中发挥着极其重要的作用，其生产能力和质量水平是衡量一个国家自主能力与国力强弱的重要标志。因此，提高锻件质量，保证其运行过程中的安全性和可靠性具有十分重要的意义。镦粗是锻件生产中极为重要的工序，它可以破坏铸态树枝状组织，细化锻件内部组织晶粒，增大材料的强度，提高锻件的韧性和抵抗破坏的能力。但是镦粗低塑性的坯料或者镦粗压下量较大，在坯料侧表面易产生裂纹缺陷，影响后续锻造过程。因此改善锻件坯料表面的裂纹缺陷，对提高锻件的质量至关重要，例如中国专利CN2018101607838公开了一种防止表面裂纹的沙漏形锻造方法，该技术方案首先利用计算机模拟软件确定在所需镦粗压下量不会产生鼓肚的沙漏形坯料尺寸，然后在拔长工序中使坯料外形成为沙漏形，或者采用铆镦或端面碾压的方法获取沙漏形坯料，最后将坯料按照所需压下量进行镦粗，并最终锻造成所需规格尺寸；该方法解决了锻件的生产过程中，锻件表面因镦粗而形成横向表面裂纹或横向表面裂纹源的问题，可避免锻件表面的裂纹缺陷，并提高锻件变形的均匀性；该技术方案通过增大压下量，是的轴向压应力减小，从而使得锻件表面不会形成两向拉应力，从而有效避免锻件表面裂纹的产生与扩展，但是该技术方案只解决了锻件在镦粗过程中由周向拉应力和轴向拉应力在锻件表面形成两向拉应力从而造成锻件表面出现裂纹的技术问题，然而在锻件的锻造过程中，高温锻件与低温辗扩轮接触时，使得锻件表面温度快速降低并与内部温度出现差异，导致辗扩过程中锻件外部材料与内部材料变形不协调，同样也会造成锻件表面形成裂纹，而且锻件在长时间的高温加热过程中，钢料表面会有铜析出，以及锻件表面的晶粒粗大等都会造成锻件表面易出现龟状裂纹，这些都是该技术方案无法解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺方法如下：1）分别称取1-2份碳化锆粉末、0.5-1.5份硼化锆、1.5-2.5份纳米纤维素和0.3-0.6份氢氧化钠，分别加入到5-15份乙二醇和30-40份蒸馏水的混合溶液中，在300-400W下超声分散15-25min，超声分散均匀后，放入聚四氟乙烯的反应釜中，加热至180-200℃并保持反应30-40min，待反应结束后冷却至室温，将得到的产物用去离子水和乙醇洗涤，然后在50-60℃下干燥10-15h，然后将得到的前驱体在氮气气氛600-700℃下煅烧2-3h，经研磨得到平均粒径为5-10um的炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末；本专利技术中利用碳化锆、硼化锆和纳米纤维素经高温煅烧获得炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末，纳米纤维素在氮气气氛下经高温热解形成多孔结构的生物质炭材料，具有的多孔结构使得碳化锆和硼化锆可以负载于孔隙中，从而形成具有较大比表面积的复合粉末，该复合粉末可以成为钢水中良好的异质形核的核心，加入到钢水中，钢水将以此为核心开始形成较多的晶核，这些晶核长大时会相互接触进而停止生长，从而促进了小粒径晶粒的生长，同时添加的复合粉末增大了钢水的比表面积和形核核心数，导致体积自由能减少，使得形核所需初始能量减少，进而减小了钢水的过冷度，使得不锈钢晶粒得以细化；2）利用真空感应熔炼炉制备成分为钨40-45%、铂45-50%和铬10-15%的合金锭，将合金锭在800-900℃下热锻成5-8mm的棒材，然后在700-750℃下热拔，拔成直径为1-1.5mm丝材，然后在室温下继续冷拔，获得冷拔丝的直径为0.2-0.5mm，然后采用酸洗、打磨中至少一种工艺将拔丝表面的氧化皮去除，放入不锈钢容器中，通入高压氢气，在280-320℃下吸氢1-1.5h，压力维持在3-4MPa，将氢化后的丝材放入研钵中研磨成细粉，然后在真空条件下，将细粉加热至600-650℃，脱氢处理30-40min，即可得到合金粉末；本专利技术中，利用具有高强度和优异延展性的金属钨、铂和铬制成合金粉末，金属铂纳米线可以在钨-铬相变基体中展现超大弹性应变，从而使得获得的合金粉末具有超高强度和超大弹性应变，添加到不锈钢锻件中，可以承担锻件在镦粗过程中的产生的大部分拉应力和切应力，以及锻件在辗扩过程中因内外温差产生的大部分热应力，从而可以减少锻件在锻造过程中裂纹的产生，同时由于合金粉末与不锈钢基体具有良好的界面结合，在不锈钢锻件的变形过程中可以有效的阻碍裂纹的扩展，从而可以实现锻件表面龟状裂纹缺陷的改善；3）使用真空感应炉，在1600-1700℃下将奥氏体不锈钢原料进行熔炼2-3h，得到熔炼液，将得到的熔炼液浇铸到铸铁模具中成型，在浇铸的同时，按照钢水总重量的0.1-0.3%和1-1.8%，分别加入炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末以及合金粉末，得到铸造锭，将得到的铸造锭放置于电炉中加热至600-650℃，在氩气气氛下，按照40-50℃/min的升温速率升温至1200-1250℃，在氮气气氛下保温50-80min，然后在氩气气氛下，以20-25℃/min的降温速率冷却至室温即可；本专利技术中，通过将铸造锭进行热处理，可以促进不锈钢中形成高熔点的含铜二元合金相，减少低熔点富铜相的形成，从而减少了不锈钢基体表面的奥氏体晶粒边界处铜相的富集，使得锻件在长时间的高温加热过程中，钢料表面不易有铜析出，从而使得锻件表面不易出现裂纹；4）将经过热处理的铸造锭进行锻造，锻造的初始温度为1150-1200℃，终锻温度为720-770℃，锻造经过2-4火次成型，总锻造比≥5，最后一个火次的锻造比为总锻造比为23-27%，将得到的锻造件在1080-1150℃下进行保温，保温时间为1.2-1.5min/mm，即可获得满足要求的不锈钢锻件。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供的工艺方法，通过向奥氏体不锈钢熔炼形成的熔炼液中加入炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末，使得不锈钢基体的晶粒细化，以及利用添加的合金粉末可以承担锻件在镦粗过程中的产生的大部分拉应力和切应力，以及锻件在辗扩过程中因内外温差产生的大部分热应力，同时在锻造前进行热处理，可以减少不锈钢基体表面低熔点铜相的富集，使得锻件在长时间的高温加热过程中，钢料表面不易有铜析出，使得锻件表面不易出现裂纹，从而可以实现锻件表面龟状裂纹缺陷得到改善，从而提高了锻件质量。具体实施方式下面结合具体实施方法对本专利技术做进一步的说明。实施例1一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺方法如下：1）分别称取1份碳化锆粉末、0.5份硼化锆、1.5份纳米纤维素和0.3份氢氧化钠，分别加入到5份乙二醇和30份蒸馏水的混合溶液中，在300W下超声分散15min，超声分散均匀后，放入聚四氟乙烯的反应釜中，加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，具体工艺方法如下：/n1）称取一定量的碳化锆粉末、硼化锆粉末、纳米纤维素和氢氧化钠，分别加入到乙二醇和蒸馏水的混合溶液中，经超声分散均匀后，放入聚四氟乙烯的反应釜中，加热至180-200℃并保持反应30-40min，待反应结束后冷却至室温，将得到的产物用去离子水和乙醇洗涤后进行干燥，然后将得到的前驱体在氮气气氛600-700℃下煅烧2-3h，经研磨得到炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末；/n2）利用真空感应熔炼炉制备成分为钨40-45%、铂45-50%和铬10-15%的合金锭，将合金锭在800-900℃下热锻成5-8mm的棒材，然后在700-750℃下热拔，拔成直径为1-1.5mm丝材，然后在室温下继续冷拔，获得冷拔丝的直径为0.2-0.5mm，将拔丝表面的氧化皮去除，放入不锈钢容器中，通入高压氢气，在280-320℃下吸氢1-1.5h，将氢化后的丝材放入研钵中研磨成细粉，得到合金粉末；/n3）使用真空感应炉将奥氏体不锈钢原料进行熔炼，得到熔炼液，将得到的熔炼液浇铸到铸铁模具中成型，在浇铸的同时，加入适量的炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末以及合金粉末，得到铸造锭，将得到的铸造锭放置于电炉中加热至600-650℃，在氩气气氛下升温至1200-1250℃，在氮气气氛下保温50-80min，然后在氩气气氛下冷却至室温即可；/n4）将经过热处理的铸造锭进行锻造，锻造的初始温度为1150-1200℃，终锻温度为720-770℃，锻造经过2-4火次成型，总锻造比≥5，最后一个火次的锻造比为总锻造比为23-27%，将得到的锻造件在1080-1150℃下进行保温，保温时间为1.2-1.5min/mm，即可获得满足要求的不锈钢锻件。/n...
【技术特征摘要】
1.一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，其特征在于，具体工艺方法如下：
1）称取一定量的碳化锆粉末、硼化锆粉末、纳米纤维素和氢氧化钠，分别加入到乙二醇和蒸馏水的混合溶液中，经超声分散均匀后，放入聚四氟乙烯的反应釜中，加热至180-200℃并保持反应30-40min，待反应结束后冷却至室温，将得到的产物用去离子水和乙醇洗涤后进行干燥，然后将得到的前驱体在氮气气氛600-700℃下煅烧2-3h，经研磨得到炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末；
2）利用真空感应熔炼炉制备成分为钨40-45%、铂45-50%和铬10-15%的合金锭，将合金锭在800-900℃下热锻成5-8mm的棒材，然后在700-750℃下热拔，拔成直径为1-1.5mm丝材，然后在室温下继续冷拔，获得冷拔丝的直径为0.2-0.5mm，将拔丝表面的氧化皮去除，放入不锈钢容器中，通入高压氢气，在280-320℃下吸氢1-1.5h，将氢化后的丝材放入研钵中研磨成细粉，得到合金粉末；
3）使用真空感应炉将奥氏体不锈钢原料进行熔炼，得到熔炼液，将得到的熔炼液浇铸到铸铁模具中成型，在浇铸的同时，加入适量的炭/碳化锆-硼化锆纳米复合粉末以及合金粉末，得到铸造锭，将得到的铸造锭放置于电炉中加热至600-650℃，在氩气气氛下升温至1200-1250℃，在氮气气氛下保温50-80min，然后在氩气气氛下冷却至室温即可；
4）将经过热处理的铸造锭进行锻造，锻造的初始温度为1150-1200℃，终锻温度为720-770℃，锻造经过2-4火次成型，总锻造比≥5，最后一个火次的锻造比为总锻造比为23-27%，将得到的锻造件在1080-1150℃下进行保温，保温时间为1.2-1.5min/mm，即可获得满足要求的不锈钢锻件。
2.如权利要求1所述的一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭平，
申请(专利权)人：合肥卓汇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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