一种高温合金圆锭镦粗方法技术

一种高温合金圆锭的镦粗方法，属于冶金行业高温合金的热加工锻造技术领域。包括的步骤：合金圆锭坯预加工，在入炉加热前，对合金圆锭坯切头和切尾，使经过切头和切尾的合金圆锭坯的两端端面平整至与合金圆锭坯的轴线相垂直的程度，得到待入炉加热的合金圆锭；包覆陶瓷绝热毯，将陶瓷绝热毯包覆在待入炉加热的合金圆锭的中部，得到包覆有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭；入炉加热，将包覆有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭送入炉中加热，出炉，并且控制自出炉至镦粗的时间，得到待镦粗合金圆锭；镦粗，将待镦粗合金圆锭镦粗，得到镦粗后的中间坯。优点：可以提高合金锻造的成材率、锻造效率，改善锻件质量和降低能源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金行业高温合金的热加工锻造
，具体涉及一种高温合金圆锭 的镦粗方法。技术背景如业界所知之理，镦粗系采用锻压机将合金锭的高度减小而横截面增大的工艺，是 冶金行业使金属材料形变的贯用工艺。高温合金圆锭锻造主要但非限于地包括两个方面 一是采用镦粗热加工方式将圆锭镦粗成圆饼；二是对合金圆锭实施镦粗热加工其目的旨在 增大锻件的总变形比(或称锻压比)，藉以通过高温合金锭的横向变形，与镦粗后中间坯 的纵向大变形相结合，充分改善锻棒或锻件产品的各向异性，显著提高锻件产品的组织质 量。不论哪一个方面，都必须避免镦粗后的中间坯出现双鼓形，从而避免接下去锻造时产 生折叠和裂纹。高温合金具有超合金化的特点，合金化程度越高，合金锭越容易发生偏析，并且合 金圆锭直径越大，往往偏析越显著，是否能够有效地控制合金锭偏析则至关高温合金锭的 质量，因此，根据某一高温合金对熔炼偏析的敏感性，严格地并且合理地控制高温合金锭 的直径，是高温合金熔炼必须遵循的重要技术要素。例如，国内GH4169高温合金电渣重 熔的圆锭直径均控制在不超过430Mi，以充分抑制合金锭的凝固偏析。为了满足每炉批高 温合金产品的重量要求，或大锻件产品的重量要求，在GH4169合金圆锭直径受到限制时， 可通过提高合金锭的高度(即长度)以实现每支锭的较大重量要求。于是，常常会出现这 种情况GH4169合金圆锭径切头切尾后的高径比(即圆锭高度/圆锭直径)仍会超过2.5 : 1。 然而，由于高温合金的变形抗力大，并且伴随温度的下降变形抗力迅速上升，从而导致 当合金锭高径比大于2.5 : 1时，镦粗后的中间坯容易出现双鼓形，当进一步拔长或压下 时，中间坯的双鼓形之间会产生裂纹和折叠现象。GH4169合金圆锭高径比越大，镦粗后的 中间坯的双鼓形越明显，拔长后的裂纹和折叠越显著，严重时甚至会导致产品报废。高温合金圆锭镦粗时，压机对锭子所施加的压力(机械能)从合金锭的两端面向锭 子的中间部位传递，并且在中间部位形成合力，伴随压力的施加产生的形变也从合金锭两 端面开始，逐步向合金锭中间部位推进。在压力从合金锭两端面向合金锭中部传递的过程中，形变的产生所消耗的机械能使压机对合金锭所施加的压力有所逐步降低，合金锭中部 部位形成的合力伴随降低。由于高温合金变形抗力大，镦粗时，形变的产生所消耗的机械 能亦大，伴随镦粗的进行，压力降低的速率比一般合金钢大得多，高径比越大，从合金锭 两端部到达合金锭中部压力的合力越小。 一般情况下，当高径比大于2.5: 1时称为大高 径比，当高径比不大于即《2.5: l时，前述的合力不小于两端部的压力，合金锭中部的横 向变形可不小于合金锭两端部的横向变形，合金锭镦粗后不会形成双鼓形。然而，当高径比大于2.5 : l时，因前述的合力小于合金锭两端部的压力，因此合金定中部的横向变形将显著小于合金锭两端部的横向变形，导致镦粗后的中间坯出现中部陷进去而在两头形成 鼓形的双鼓形，并且高径比愈大，双鼓形越显著。整形时，中间坯的双鼓形之间凹进去的 部位会产生折叠和裂纹，若折叠和裂纹严重，则需要停止锻造，待中间坯冷却并且清理裂 纹和折叠后再回炉加热锻造，从而对合金锭锻造的成材率、生产效率和能耗均产生不利的 影响。图1所示为已有技术中将直径360 mm的GH4169合金圆锭径切头和切尾后入炉加热并 且由2500吨快锻机镦粗至1/2高度后坯料形状的模拟示意图。图中的(a)的高径比较小(高径比为2.0 : i);图中的(b)的高径比为2.8 : i;而图中的(c)的高径比为3.7: i。 由图见，高径比为2.0 : l时镦粗后中间坯只有一个鼓形，而高径比为2.8 : l或3.7 : i时，则中间坯出现了双鼓形，因此高径比越大，中间坯的双鼓形越显著。日本专利JP7088586A提出的避免较大高径比高温合金锭镦粗时出现双鼓形的加工方 法，是将合金圆锭加热出炉后，在炉外采用火焰加热法对高径比》2.5合金锭中部加热， 使合金锭的端部温度显著低于中部温度，可避免镦粗后的锭坯的中间坯呈双鼓形。但该方 法存在以下缺点对合金锭进行炉外加热需要消耗大量的能源；合金圆锭两端部的温度下 降幅度大，两端部镦粗的压下量偏小，圆锭镦粗后的中间坯两端部横向变形偏小，导致圆 锭镦粗后的中间坯与两端的截面积差偏大，从而限制了对大高径比的圆锭镦粗的效率。综上所述，如何有效地避免合金锭镦粗后的中间坯出现双鼓形问题， 一直是国内从 事高温合金领域的技术人员力图破解的技术课题，本申请人同样进行了长期的探索，下面 将要介绍的技术方案便是在前述的背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种高温合金圆锭的镦粗方法，该方法即使当合金圆锭的高 径比大于2.5 : 1时，仍能避免经镦粗后的中间坯不出现双鼓形而藉以提高合金锭锻造的 成材率、生产效率、改善锻件质量和降低能耗。本专利技术的任务是这样来完成的， 一种高温合金圆锭的镦粗方法，它包括以下步骤-A) 合金圆锭坯预加工，在入炉加热前，对合金圆锭坯切头和切尾，并且使经过切头 和切尾的合金圆锭坯的两端端面平整至与合金圆锭坯的轴线相垂直的程度，得到待入炉加 热的合金圆锭；B) 包覆陶瓷绝热毯，将陶瓷绝热毯包覆在待入炉加热的合金圆锭的中部，得到包覆 有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭；C) 入炉加热，将包覆有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭送入炉中加热，出炉，并且 控制自出炉至镦粗的时间，得到待镦粗合金圆锭；D) 镦粗，将待镦粗合金圆锭镦粗，得到镦粗后的中间坯。在本专利技术的一个具体的实施例中，步骤B)中所述的陶瓷绝热毯的长度为所述合金圆 锭的直径与陶瓷绝热毯的厚度的两倍之和再乘3V ，而所述的陶瓷绝热毯的宽度为所述合金 圆锭长度的1/2 1/3。在本专利技术的另一个具体的实施例中，步骤B)中所述的包覆是指将陶瓷绝热毯采用高 温粘结剂粘至合金圆锭的中部。在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述陶瓷绝热毯的长度方向的两侧裁剪成锯齿 的形状，所述陶瓷绝热毯的长度不包括所述锯齿的单边长度。在本专利技术的再一个具体的实施例中，所述锯齿为等边三角形的锯齿，锯齿的单边长 度为80-120 mm，相邻锯齿之间的夹角为60° 。在本专利技术的还一个具体的实施例中，所述的高温粘结剂为软化点温度为700-85(TC的 玻璃润滑剂。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，步骤C)中所述的控制自出炉至镦粗的时间是 将时间控制为^1.5min。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，步骤C)中所述的加热是将合金圆锭加热至 1100-1250°C。本专利技术提供的技术方案，能保障镦粗时的合金圆锭中部的温度显著高于两端部的温 度，使镦粗时合金圆锭中部合金的变形抗力显著低于两端部的合金的变形抗力，从而使合 金圆锭中部的横向变形得以大于合金圆锭两端部的横向变形，因此，即使合金圆锭的高径 比为不小于2.5乃至达到3.7时，仍能避免镦粗后的中间坯出现双鼓形，不仅可以提高合 金锻造的成材率、锻造效率，而且可改善锻件质量和降低能源消耗。 附图说明图1为已有技术中的材质为GH4169合金圆锭锭坯镦粗后所得到的中间坯的示意图。 图2为本专利技术方法所使用的陶瓷绝热毯的示意图。 图3为图2所示的陶瓷绝热毯包覆于合金圆锭上的示意图。 图4为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温合金圆锭的镦粗方法，其特征在于它包括以下步骤：　Ａ）合金圆锭坯预加工，在入炉加热前，对合金圆锭坯切头和切尾，并且使经过切头和切尾的合金圆锭坯的两端端面平整至与合金圆锭坯的轴线相垂直的程度，得到待入炉加热的合金圆锭；　Ｂ）包覆陶瓷 绝热毯，将陶瓷绝热毯包覆在待入炉加热的合金圆锭的中部，得到包覆有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭；　Ｃ）入炉加热，将包覆有陶瓷绝热毯的入炉加热合金圆锭送入炉中加热，出炉，并且控制自出炉至镦粗的时间，得到待镦粗合金圆锭；　Ｄ）镦粗，将待镦粗合 金圆锭镦粗，得到镦粗后的中间坯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周奠华，
申请(专利权)人：常熟市苏南特种金属保温锻造研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]