一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法技术

本发明专利技术属于高温合金先进加工技术领域，涉及一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法，包括如下步骤：板料焊接、温轧开坯、初始带坯酸洗、初始带坯退火、冷轧初轧半成品、半成品带材热处理、冷轧终轧成品带材、成品带材固溶热处理、成品带材切边、成品带材羽抛。本发明专利技术把焊接、温轧、冷轧、热处理工艺进行合理结合，解决了变形高温合金宽幅薄带材制坯开坯难题，保证了变形高温合金宽幅带材能够成卷冷轧生产，制备的变形高温合金宽幅薄带材产品质量高，晶粒组织、表面粗糙度、平直度控制理想，变形高温合金宽幅薄带材合格率高，经济效益显著，能够满足国内军民市场的使用需求。足国内军民市场的使用需求。足国内军民市场的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法


[0001]本专利技术属于高温合金先进加工
，尤其涉及一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法。

技术介绍

[0002]高温合金按成形工艺一般可分为变形高温合金和铸造高温合金两大类。变形高温合金冷轧带材具有使用温度高、强韧性好、抗氧化、耐腐蚀等特点，是航空、航天、核电、燃机、船舶、石化、机械等工业部门制备钣金冲压件的基础原材料。
[0003]采用变形高温合金带材制备的钣金冲压件在先进航空、航天等装备上占有一定的比重，并且这类钣金件呈现出结构集成度愈来愈高、结构愈来愈复杂、壁厚更薄以适于减重，要求变形高温合金带材具有更薄(厚度＜0.3mm)、更宽(宽度≥500mm)的发展趋势。
[0004]国外如美国对于包括Inconel 718、Inconel 625、Hastelloy
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X等变形高温合金宽度≥500mm、厚度＜0.3mm宽幅薄带材的生产制造，技术能力很强，突出特点在于具备宽幅带坯的热轧、冷轧成卷设备系统，能实现成卷制坯并保障成卷供坯方式，从而在后续冷轧加工中能够实现宽幅带材的成卷连续轧制和连续精确退火，具备宽幅薄带材的工业化批生产能力。美国目前生产的厚度＜0.3mm，宽度≥500mm的变形高温合金宽幅成卷带材，不仅力学性能稳定，板厚板型优良，而且带材表面粗糙度和峰密度控制合理，从而提高了带材的冲压成型性能。
[0005]目前，我国带材冷轧厂生产的变形高温合金如GH4169、GH4738、GH3536等牌号带材宽度大多在200mm。<br/>[0006]目前，国家标准如《不锈钢和耐热钢冷轧带材》(GB4239
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91)标准，对不锈钢和耐热钢冷轧带材宽度范围的划分有7类：20mm～50mm、＞50mm～150mm、＞150mm～250mm、＞250mm～400mm、＞400mm～600mm、＞600mm～1000mm、＞1000mm～1250mm。然而在目前已有的国家标准如《航空用高温合金冷轧带材规范》(GJB3318A
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2006)中，对高温合金冷轧带材宽度的划分仅有2类：≤150mm、＞150mm～250mm。随着冷轧带材宽度的增加，对带材的同板差、尺寸精度、平直度、粗糙度以及表面质量等的控制带来极大难度和挑战。
[0007]对于包括变形高温合金在内的冷轧带材的制备过程来说，材料的宽度厚度、板坯表面性能等直接影响着轧制设备的配置、工艺参数制定及最终带材的性能。冷轧带材的制备经历许多生产工序和工艺步骤，除了化学成分和微观组织决定材料变形性能外，随着带材厚度的降低，宽度的增加，对冷轧总变形量、道次变形量、轧制力、张力、轧制速度等工艺参数的控制及合理配置带来困难。特别是在冷轧厚度较薄的带材时，变形高温合金成分的高合金化、晶粒度、基体组织协调形变能力、变形织构、第二相强化相的溶解与析出状态等，这些因素直接影响着变形高温合金带材的生产，也使得开发变形高温合金带材宽幅薄带的精细轧制工艺的难度加大。
[0008]在变形高温合金冷轧带材制备方面，尽管国内的生产技术已取得一定进步，但与欧美先进国家相比，生产设备、技术水平、产品质量等仍有不小差距。此外，受限于设备能
力，国内变形高温合金冷轧带材幅宽大多在200mm左右，国内已有的技术也仅仅是针对幅宽200mm左右的窄带而言的。
[0009]宽度≥500mm的宽幅带材所需坯料厚度≤3.0mm，然而，我国受限于设备能力，生产变形高温合金宽幅带材所使用的坯料即作为上游产品的板材，只能以单张板轧制，无法成卷生产，这给下游产品宽幅冷轧带材的成卷轧制、组织性能以及板厚板型和表面质量等质量控制带来极大难度。随着我国国民经济的发展和军民市场消费结构的变化，对厚度＜0.3mm，宽度≥500mm的变形高温合金宽幅薄带材需求量越来越大，但目前的设备和技术能力还达不到。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是：提供一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法，配合合理的加工制备工艺，生产厚度0.1～0.2mm、宽度≥500mm的变形高温合金宽幅薄带材产品；生产的变形高温合金宽幅薄带材产品质量高，晶粒组织、表面粗糙度、平直度控制理想，变形高温合金宽幅薄带材合格率高，经济效益显著，能够满足国内军民市场的使用需求。
[0011]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0012]一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、板料焊接：将若干张厚度为1.5～2.0mm、宽度为610～630mm、长度≥2000mm的变形高温合金板料采用等离子弧焊接工艺方法对接，焊接成卷；
[0014]步骤二、温轧开坯：把所述焊接成卷的板料在温轧机组上进行温轧开坯，轧制成0.7～0.8mm厚的初始带坯；
[0015]步骤三、初始带坯酸洗：把所述0.7～0.8mm厚的初始带坯在含有H2SO4和HCl的酸洗槽内进行酸洗，除去表面氧化色；
[0016]步骤四、初始带坯退火：把酸洗后的0.7～0.8mm厚的初始带坯在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行软化退火处理；
[0017]步骤五、冷轧初轧：把所述经软化退火处理后0.7～0.8mm厚初始带坯在二十辊冷轧机组上进行冷轧初轧，轧制成0.3～0.4mm半成品带材；
[0018]步骤六、半成品带材热处理：把所述0.3～0.4mm厚的半成品带材在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行热处理软化退火；
[0019]步骤七、冷轧终轧：把所述经热处理软化退火后的0.3～0.4mm厚半成品带材在二十辊冷轧机组上进行冷轧终轧，轧制成0.1～0.2mm成品带材；
[0020]步骤八、固溶热处理：把所述0.1～0.2mm厚的成品带材在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行固溶热处理；
[0021]步骤九、带材切边：把所述经固溶热处理后的0.1～0.2mm厚带材在精密纵剪机组上进行切边，宽度切至≥500mm；
[0022]步骤十、带材拉矫：把所述经切边后的0.1～0.2mm带材在拉伸弯曲矫直机组上进行拉矫；
[0023]步骤十一、带材羽抛：把所述经拉矫后的带材在羽布抛光机组上进行羽抛，最终获得具有一定粗糙度的厚度0.1～0.2mm、宽度≥500mm的变形高温合金宽幅薄带材产品。
[0024]步骤一中所述等离子弧焊接，焊接工艺参数为：焊接电压：20V～40V、焊接电流：
130A～300A、焊接速度：16米/小时～36米/小时、控制等离子气耗量：80升/小时～650升/小时。
[0025]步骤二中所述温轧开坯，控制温轧温度为400℃～500℃，按3个轧制道次进行，控制道次变形量≤28％，每道次控制轧制速度10米/分钟～15米/分钟，每道次控制轧制力400KN～700KN。
[0026]步骤四中所述初始带坯退火，工艺参数为，退火温度：1020℃～1100℃、走带速度：5米/分钟～10米/分钟、控制入口张力和出口张力分别为20KN～30KN。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变形高温合金宽幅薄带材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、板料焊接：将若干张变形高温合金板料采用等离子弧焊接工艺方法对接，焊接成卷；所述变形高温合金板料规格：厚度为1.5～2.0mm、宽度为610～630mm、长度≥2000mm；步骤二、温轧开坯：把所述焊接成卷的板料在温轧机组上进行温轧开坯，轧制成0.7～0.8mm厚的初始带坯；所述温轧开坯工艺控制：控制温轧温度为400℃～500℃，按3个轧制道次进行，控制道次变形量≤28％，每道次控制轧制速度10米/分钟～15米/分钟，每道次控制轧制力400KN～700KN；步骤三、初始带坯酸洗：把所述0.7～0.8mm厚的初始带坯在含有H2SO4和HCl的酸洗槽内进行酸洗，除去表面氧化色；步骤四、初始带坯退火：把酸洗后的0.7～0.8mm厚的初始带坯在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行软化退火处理；步骤五、冷轧初轧：把所述经软化退火处理后0.7～0.8mm厚初始带坯在二十辊冷轧机组上进行冷轧初轧，轧制成0.3～0.4mm半成品带材；步骤六、半成品带材热处理：把所述0.3～0.4mm厚的半成品带材在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行热处理软化退火；步骤七、冷轧终轧：把所述经热处理软化退火后的0.3～0.4mm厚半成品带材在二十辊冷轧机组上进行冷轧终轧，轧制成0.1～0.2mm成品带材；步骤八、固溶热处理：把所述0.1～0.2mm厚的成品带材在氢气保护气氛连续光亮退火炉上进行固溶热处理；步骤九、带材切边：把所述经固溶热处理后的0.1～0.2mm厚带材在精密纵剪机组上进行切边，宽度切至≥500mm；步骤十、带材拉矫：把所述经切边后的0.1～0.2mm带材在拉伸弯曲矫直机组上进行拉矫；步骤十一、带材羽抛：把所述经拉矫后的带材在羽布抛光机组上进行羽抛，最终获得厚度0.1～0.2mm、宽度≥500mm的变形高温合金宽幅薄带材产品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中所述等离子弧焊接，焊接工艺参数为：焊接电压：20V～40V、焊接电流：130A～300...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾崇林，宋颖刚，王彦菊，张悦，王晓，王曦，王金雪，杨丽媛，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：