一种超临界壁厚椭圆形管帽成形工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超临界壁厚椭圆形管帽成形工艺，主要涉及一种应用于UNS U08800、UNS U08810、UNS N08811等镍基合金不锈钢超临界壁厚的椭圆形管帽的成形工艺。
【背景技术】
[0002] UNS N08811超临界壁厚的镍基合金不锈钢椭圆形管帽，由于该种产品的材质比较 特殊，为高镍基合金，同时由于产品过厚，因此才用传统管帽压制的工艺方法难以成形，如 进行强行压制，成形后会造成产品的出现大量表面裂纹，或出现将管帽顶部直接压穿，形成 产品报废，且强行压制会破坏产品的晶间组织和力学性能，从而使其无法满足产品在实际 工况下的使用要求，因此目前主要采取的工艺为离心铸造或压力铸造方式进行生产，该种 制造工艺虽能解决在传统工艺中出现的大量表面裂纹现象，但是由于采用铸造方式成形， 对原材料的利用率大大减少，同时由于国内铸造水平有限，因此早铸造成形后，产品内壁容 易出现夹渣、气孔等内在缺陷，且铸造的产品的晶间组织和力学性能不如钢板压制成形后 的产品好，因此采用铸造方式成形的同时也给产品埋下了很多潜在隐患，缩短产品的使用 寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种UNS N08811超临界壁厚的 镍基合金不锈钢椭圆形管帽采用钢板压制成形的工艺，减少了产品制造成本，解决了传统 工艺生产的UNS N08811超临界壁厚的镍基合金不锈钢椭圆形管帽，管帽成形难，成形后造 成产品外在质量和内在质量潜在隐患较多，如内外表面裂纹，内部存在夹渣、气孔；晶间组 织和力学性能无法恢复，降低产品使用寿命等问题。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005] 一种超临界壁厚椭圆形管帽成形工艺，该工序包括以下具体步骤：
[0006] 下料：根据管帽的规格进行下料，管帽采用钢板压制，钢板下料结构形状为圆形， 下料后对边缘毛刺打磨干净；
[0007] 加热：下料打磨完成后，放入电炉进行加热，加热温度不低于1100°C，保温时间T =2minX料还壁厚；
[0008] 首次压制：选择公称直径大一级的模具进行压制，将管帽压制模具的上模和下模 中心对齐，将加热并保温完成的料坯平放至管帽模具上模上，对其进行压制，压力设备进程 不大于15mm/min，首次压制管帽成形度应不大于总体成形的1/3,在压制过程中保证温度 不低于l〇〇〇°C时；
[0009] 二次压制：将管帽首次压制完成后形成的半成品重新放入电炉进行加热，加热方 式和料坯加热相同；
[0010] 加热完成再次放入模具中，保证管帽成形段的温度不低于1000°c，管帽顶部区域 即管帽顶部位置向下不超过管帽整体结构的1/3的位置的温度不大于500°C ;
[0011] 二次压制压力设备进程不大于15mm/min，二次压制的进度不大于管帽总体压制成 形进程的2/3,压制完成后将半成品放置电炉进行加热，以便于终压成形；
[0012] 终压成形：将二次压制完成后的半成品放入电炉加热，控制管帽成形段的温度不 低于1000°C，管帽顶部区域即管帽顶部位置向下不超过管帽整体结构的1/3的位置的温度 不大于500°C ;
[0013] 再将半成品放置模具中进行终压成形，终压成形的压制应控制压制速度，压力设 备进程不大于20mm/min ;
[0014] 收口：将终压成形后的管帽放入所需口径的管帽模具内进行收口，收口时，对半成 品管帽进行加热，加热温度不低于ll〇〇°C，收口工序不放入内模，只是用外模控制外径方式 压制，压力设备进程不大于20mm/min ;
[0015] 热处理：管帽压制成形后，采用固溶退火处理，热处理温度为1100°C ±10°C，保温 时间为2. 5min/mm，保温时间满足后应快速放入流动水中进行冷却。
[0016] 本发明的有益效果：本发明解决了传统工艺无法压制UNS U08800、UNSU08810、UNS N08811等镍基合金不锈钢超临界壁厚的椭圆形管帽，采用离心铸造方式制造存在内部隐 患，降低产品使用寿命的缺陷，材料利用率低，生产效率低，生产成本高等问题，使产品质量 稳定，同时提高了生产效率，降低了生产成本。
【附图说明】
[0017] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018] 图1为本发明模具和料坯摆放示意图。
[0019] 图2为本发明首次压制示意图。
[0020] 图3为本发明二次压制示意图。
[0021] 图4为本发明终压成形示意图。
[0022] 图5为本发明收口示意图。
[0023] 图中：1、上模；2、下模；3、材料；4、半成品；5、设备平台；6、冷却水。
【具体实施方式】
[0024] 一种UNS U08800、UNS U08810、UNS N08811等镍基合金不锈钢超临界壁厚的椭圆 形管帽生产工艺，本发明采用钢板多次分区域温控方式压制成管帽，根据管帽尺寸、材质要 求，选择合适的钢板进行下料，选择不同的口径的管帽模具，进行分级压制，在不同的压制 级数中对不同区域温度进行分温控制，压制成形后对管帽进行热处理回复机械性能。
[0025] 以规格为?219X40mm管帽为例，将用于压制管帽的钢板放入电炉中加热至 1100°C ;使用DN250管帽模具进行多级压制，半成品成形后口径为Φ273_，在多级压制过 程中，应注意控制管帽顶部位置的温度和管帽口部边缘位置的温度；最后再次使用电炉将 管帽加热至IKKTC，再使用DN200管帽模具进行收口，压制到需要尺寸；成品最终成形后对 其进行热处理，恢复其材质的晶间组织和机械性能。具体工序如下：
[0026] L下料工序
[0027] 根据管帽的规格进行下料：管帽采用钢板压制，（如图1所示的材料3,通过上模1 和下模2压制）钢板下料结构形状为圆形，选择用于原材料的钢板的壁厚为：1. IX δ，下料 圆形直径Φ为（D+H) XL 1，（注：其中D为管帽外径，δ为管帽壁厚，H为成品管帽的标准 高度管帽开孔直径，L为带孔管帽弧长，H为带孔管帽直管段长度。）管帽下料应采用线切 割或等离子切得方式下料，下料后应对边缘毛刺进行打磨干净。
[0028] 2.加热工序
[0029] 考虑到该种管帽材质特殊，且壁厚超出标准范围以为，采用传统工艺冷压方式成 形，会造成管帽直接开裂，因此采用热压工艺成形。用于原材料的钢板下料打磨完成后，如 图2中半成品4,放入电炉进行加热，加热温度应不低于1100°C，保温时间T = 2minX料坯 壁厚。
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