发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，涉及镍基合金棒材技术领域，其中对镍基合金铸锭进行车削加工，得到镍基合金电极圆棒；将镍基合金电极圆棒放入雾化制粉设备中融化，使惰性气体撞击镍基合金电极圆棒；熔炼后；插入到电渣重熔设备中；之后放入加热炉内进行加热，锻造成合金坯，热轧成至镍基合金块，之后退火至常温；酸洗；冷拉。本发明专利技术所述的发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，通过两次退火锻造镍基合金棒材，可以克服镍基合金由于具有变形抗力大、热加工温度区间窄、组织难以调控等一系列问题带来的缺陷，从而提高镍基合金铸锭坯料变形到成品规格的效率；而且处理后，锻坯表面无裂纹缺陷，组织均匀。匀。匀。

【技术实现步骤摘要】
发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺


[0001]本专利技术涉及镍基合金棒材
，特别涉及发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺。

技术介绍

[0002]活塞发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。活塞发动机是热机的一种，靠汽油、柴油等燃料提供动力。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成，而为了保证活塞能够稳定且高效的通过，需要具有热稳定性优异的活塞盖。
[0003]目前，现有的镍基膨胀合金棒材在制备时，通过二火次锻造Ni
‑
Cr
‑
Fe合金棒材，可以克服镍基合金由于具有变形抗力大、热加工温度区间窄、组织难以调控等一系列问题带来的缺陷，从而提高Ni
‑
Cr
‑
Fe合金铸锭坯料变形到成品规格的效率；其次，通过特定的锻造热处理方法处理后，锻坯表面无裂纹缺陷，组织均匀，探伤满足GB/T4162 B级要求。
[0004]但在上述技术方案实施的过程中，发现至少存在如下技术问题：1、在保持Ni+Co为50%时改变Ni和Co的比率，合金的拉伸、持久强度都很高，抗氧化性能好，可在650℃下长期使用而无需保护图层，但膨胀系数偏高，难以满足目前发动机活塞的要求；2、发动机在工作时，需要活塞不同且重复的进行高强度的运动，期间差产生的温度高达500℃左右，使与发动机活塞接触的活塞盖升温，所以活塞该的制造对材料的室温性能、500℃瞬时性能和500℃长时持久性能都提出了比传统应用领域更高的要求，采用常规的制备工艺生产的棒材性能无法满足该要求，为此，我们提出发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺。

技术实现思路

[0005]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，解决现有发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材制备后，活塞盖抗热能力差以及使用寿命低的技术问题。
[0006]（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：S1、原料加工：对镍基合金铸锭进行车削加工，得到镍基合金电极圆棒；S2、制粉：将镍基合金电极圆棒放入雾化制粉设备中融化，当真空度，≤6.7
×
10
‑2Pa，升压率≤0.67Pa/h时，向设备中通入惰性气体，并使惰性气体撞击镍基合金电极圆棒，冷却后形成镍基合金粉末；S3、合金熔炼：对镍基合金粉末进行熔炼，熔炼后，得到电极棒；
S4、电渣熔炼：将电极棒插入到电渣重熔设备中，熔渣采用CaF2、Al2O3、CaO渣系，停电冷却5min～10min脱锭，冷却至常温，得到合金锭；S5、热锻开坯：将合金锭放入的加热炉内进行加热，升温至1300℃进行锻造，锻造成合金坯，热轧成至镍基合金块，之后退火至常温；S6、酸洗：将镍基合金块用硫酸酸洗；S7、冷拉：采用冷拉的方式，将镍基合金块拉成镍基合金棒。
[0007]优选的，所述S1步骤中，镍基合金铸锭采用真空熔炼的方式制备。
[0008]优选的，所述S1步骤中，镍基合金铸锭成份按照重量份数由以下元素组成：Fe：5
‑
7份、AI：40
‑
100份、Co：6
‑
12份、Nb：5
‑
10份、Ti：3
‑
10份、Al：30
‑
35份、Si：16
‑
25份、Mn：1
‑
2份、Mo：7
‑
10份、B：0.1
‑
0.3份、Mg：0.4
‑
1份、P：0.2
‑
0.5份、Ni：100
‑
130份。
[0009]优选的，所述S2步骤中，对镍基合金电极圆棒进行加热至融化，之后再以0.1
‑
0.5ml/min的速度滴落，惰性气体沿着与滴落方向垂直的方向，向融化后的液滴进行撞击。
[0010]优选的，所述S2步骤中，惰性气体为高纯氩气或氦气。
[0011]优选的，所述S3步骤中，镍基合金电极圆棒的直径为50
‑
100mm，长度为500
‑
700mm。
[0012]优选的，所述S5步骤中，渣系中CaF2的质量百分比含量为80%，Al2O3的质量百分比含量为15%，CaO的质量百分比含量为5%。
[0013]优选的，所述S4步骤中，采用快锻开坯，控制道次变形量40
‑
60％，锻造温度1200℃以下，之后，再控制道次变形量30
‑
40％，逐步锻造制镍基合金块，然后快速水冷。
[0014]优选的，所述S4步骤中，退火包括以下步骤：（1）、第一次退火：降温至1110℃
‑
1130℃，保温时间：30
‑
35min；（2）、第二次退火：第一次退火后，加热至1200℃
‑
1250℃，保温时间：3
‑
6min。
[0015]优选的，所述S6步骤中，每次冷拉后，均对镍基合金棒进行一次精磨与校直。
[0016]（三）有益效果1、焊丝中的Si元素有利于在活塞盖的表面形成氧化膜，提高活塞盖在高温时的抗氧化性，其次，通过对合金成分中的Si元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，以便于将合金加工成形状各异的活塞盖。
[0017]2、通过合理的原料配比，提高了镍基合金棒材的高温塑性和持久性能，合金的强度和抗氧化性达到最佳状态，且具有较低的膨胀系数。
[0018]3、通过两次退火锻造镍基合金棒材，可以克服镍基合金由于具有变形抗力大、热加工温度区间窄、组织难以调控等一系列问题带来的缺陷，从而提高镍基合金铸锭坯料变形到成品规格的效率；而且处理后，锻坯表面无裂纹缺陷，组织均匀。
附图说明
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
[0020]图1为本专利技术发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺的整体流程框图。
具体实施方式
[0021]本申请实施例通过提供一种发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，解决现
有发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材制备后，活塞盖抗热能力差以及使用寿命低的技术问题，在发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺使用时，焊丝中的Si元素有利于在活塞盖的表面形成氧化膜，提高活塞盖在高温时的抗氧化性，其次，通过对合金成分中的Si元素进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，以便于将合金加工成形状各异的活塞盖；通过合理的原料配比，提高了镍基合金棒材的高温塑性和持久性能，合金的强度和抗氧化性达到最佳状态，且具有较低的膨胀系数；通过两次退火锻造镍基合金棒材，可以克服镍基合金由于具有变形抗力大、热加工温度区间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，其特征在于，该加工工艺包括以下步骤：S1、原料加工：对镍基合金铸锭进行车削加工，得到镍基合金电极圆棒；S2、制粉：将镍基合金电极圆棒放入雾化制粉设备中融化，当真空度≤6.7
×
10
‑2Pa，升压率≤0.67Pa/h时，向设备中通入惰性气体，并使惰性气体撞击融化后的镍基合金电极圆棒，冷却后形成镍基合金粉末；S3、合金熔炼：对镍基合金粉末进行熔炼，熔炼后，得到电极棒；S4、电渣熔炼：将电极棒插入到电渣重熔设备中，熔渣采用CaF2、Al2O3、CaO渣系，停电冷却5min～10min脱锭，冷却至常温后得到合金锭；S5、热锻开坯：将合金锭放入加热炉内进行加热，升温至1300℃进行锻造，锻造成合金坯，热轧成镍基合金块，之后退火至常温；S6、酸洗：将镍基合金块用硫酸酸洗；S7、冷拉：采用冷拉的方式，将镍基合金块拉成镍基合金棒。2.如权利要求1所述的发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，其特征在于：所述S1步骤中，镍基合金铸锭采用真空熔炼的方式制备。3.如权利要求1所述的发动机活塞盖用镍基膨胀合金棒材加工工艺，其特征在于：所述S1步骤中，镍基合金铸锭成份按照重量份数由以下元素组成：Fe：5
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7份、AI：40
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100份、Co：6
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12份、Nb：5
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10份、Ti：3
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10份、Al：30
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35份、Si：16
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25份、Mn：1
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2份、Mo：7
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10份、B：0.1
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0.3份、Mg：0.4
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1份、P：0.2
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0.5份、Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云忠，
申请(专利权)人：江苏吕泰合金有限公司，
类型：发明
国别省市：