一种高强度高温合金棒材冷拔方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金领域的冷加工技术领域，具体地，涉及一种高强度高温合金棒材 冷拔方法。
【背景技术】
[0002] 由于高强度难变形高温合金紧固件用合金棒材，尤其是Ni-Co-Cr基高强度紧固 件用高温合金冷拔棒材的强度高，在冷拔过程中成型困难，易破坏模具，易出现表面划伤及 竹节型磨损等表面缺陷，从而因表面缺陷严重造成废品率高。同时因为强度高，如果没有好 的润滑措施，也容易造成棒材在冷拔过程中被拉断，从而降低成材率和工作效率，甚至会使 冷拔工序无法完成。因此，实践中迫切需要一种成品率高的高强度紧固件用合金棒材冷拔 方法。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有的棒材冷拔方法成型困难，成品率低的缺陷，本发明提出了一种高 强度高温合金棒材冷拔方法。该方法尤其适用于高强度紧固件用合金棒材的冷拔，尤其是 Ni-Co-Cr基高强度紧固件用高温合金棒材的冷拔。
[0004] 本发明的发明人经实验、研究、分析和优化后发现，将棒材进行固溶热处理后用润 滑剂进行充分的冷拔前润滑，然后进行冷拔处理，并在冷拔过程中保持棒材良好的润滑，冷 拔过程中控制棒材的总变形率为35% -40%，以及采用多道次冷拔操作，可以有效克服由 于棒材强度高造成的成型困难，易破坏模具，易出现表面划伤及竹节型磨损等表面缺陷，从 而造成废品率高和工作效率低下的缺陷，从而完成了本发明。
[0005] 本发明提供了一种高强度高温合金棒材冷拔方法，该方法包括：
[0006] (1)将棒材进行固溶热处理；
[0007] (2)将经步骤⑴处理后的棒材进行冷拔前润滑处理；
[0008] (3)将经步骤⑵处理后的棒材进行冷拔处理；其中，
[0009] 所述冷拔处理的总变形率为35 % -40 %，所述冷拔处理经历至少4个道次，其中， 第1个道次的变形率为12% -16%，第2个道次的变形率为13% -16%，第3个道次的变形 率为9% -11%，第4个道次的变形率为5% -9%。
[0010] 本发明提供的棒材冷拔方法易于操作，工作效率高，成品率高，可以有效克服由于 棒材强度高造成的成型困难，易破坏模具，易出现表面划伤及竹节型磨损等表面缺陷，从而 造成废品率高和工作效率低下的缺陷。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供了一种高强度高温合金棒材冷拔方法，该方法包括：
[0014] (1)将棒材进行固溶热处理；
[0015] (2)将经步骤⑴处理后的棒材进行冷拔前润滑处理；
[0016] (3)将经步骤（2)处理后的棒材进行冷拔处理；其中，
[0017] 所述冷拔处理的总变形率为35% -40%，所述冷拔处理经历至少4个道次，其中， 第1个道次的变形率为12% -16%，第2个道次的变形率为13% -16%，第3个道次的变形 率为9% -11%，第4个道次的变形率为5% -9%。
[0018] 本发明提供的方法还可以包括在所述步骤（1)之前，对所述棒材表面进行磨光处 理的操作。经所述磨光处理后，所述棒材的表面达到光滑无肉眼可见重皮、裂纹、夹杂等缺 陷，允许局部缺陷修磨，但需深宽比达6以上，从而使后续的润滑更充分、均匀，也有利于冷 拔操作时进一步减少摩擦，减少棒材坯料表面划伤的产生。
[0019] 步骤（1)中，优选地，所述棒材为热乳棒材。进一步优选地，所述棒材为Ni-Co-Cr 基高强度紧固件用高温合金棒材。再进一步优选地，所述棒材为Ni-Co-Cr基高强度螺栓用 高温合金棒材。在本发明的一种优选的实施方式中，在所述棒材中，Ni含量为39. 5-50. 5重 量％，Co含量为24-26重量％，Cr含量为15-17重量％，Ti含量为1. 5-2. 5重量％，Al含量 为0. 5-1. 5重量％，Nb含量为0. 8-1. 4重量％，Ta含量为3. 5-4. 5重量％，W含量为1. 5-2. 5 重量％，Mo含量为2. 5-3. 5重量％ ;C含量为0· 01-0. 02重量％，B含量为0· 005-0. 015重 量％，Fe含量为彡0. 5重量％，Si含量为彡0. 35重量％，Mn含量为彡0. 35重量％，P含量 为< 0. 007重量％，S含量为< 0. 005重量％，Cu含量为< 0. 02重量％，剩余为不可避免的 杂质。所述棒材的强度可以为：室温屈服强度彡SOOMpa，熔点可以为1290-1360°C。
[0020] 步骤⑴中，所述固溶热处理的操作方式可以为：将所述棒材加热到 1050-1100°C、优选1080-1085°C、更优选1082°C，然后保温1-2小时、优选1. 2-1. 8小时、 更优选1. 5小时后用水冷却。经过所述固溶热处理，棒材强化相得到回溶于基体中，并在 快速水冷的条件下强化相来不及析出，因而使得所述棒材室温强度降低，室温屈服强度 < 700Mpa，便于冷拔生产的顺利进行。
[0021] 在所述步骤（1)之后，步骤（2)之前，所述方法还可以包括对所述棒材进行打尖的 操作。所述棒材经打尖后形成的突起可以用作冷拔过程中的夹头。所述打尖的操作可以使 用打尖机进行。
[0022] 步骤（2)中，所述冷拔前润滑处理可以使用润滑剂进行。所述润滑剂可以为MoS2 和液体石蜡的混合物。所述MoS2和液体石蜡的重量比可以为1 : (0. 5-1. 5)，优选1:1。所述 液体石蜡是指从原油分馏所得到的无色无味的混合物，主要成分为C9-C16的正构烷烃。所 述液体石蜡可以商购获得，例如可以为购自长城润滑油公司牌号为长城SH(150)的商品。
[0023] 步骤（2)中，经所述冷拔前润滑处理后，所述棒材表面的润滑剂的厚度为 0. 5_3mm，优选 l_2mm。
[0024] 步骤（3)中，所述冷拔处理的总变形率是指冷拔前的棒材横截面积减去冷拔后的 棒材横截面积所得的差值与冷拔前的棒材横截面积的比值所换算成的百分数。所述每个道 次的变形率是指在每个道次进行冷拔前的棒材横截面积减去冷拔后的棒材横截面积所得 的差值与在该道次进行冷拔前的棒材横截面积的比值所换算成的百分数。
[0025] 步骤（3)中，优选地，所述冷拔处理的总变形率为36. 5% -38. 5%，进一步优选 37. 5%。
[0026] 步骤⑶中，优选地，所述第1个道次的变形率为13% -14%，第2个道次的变形 率为14% -15%，第3个道次的变形率为9. 5% -10. 5%，第4个道次的变形率为6% -7%。
[0027] 步骤⑶中，优选地，所述冷拔处理经历5个道次，其中，第1个道次的变形率为 12-16%、优选为13-14%，第2个道次的变形率为13-16%、优选为14-15%，第3个道次的 变形率为9-11 %、优选为9. 5-10. 5 %，第4个道次的变形率为5-9 %、优选为6-7 %，第5个 道次的变形率为〇%。由于本发明优选地采用了变形率为〇%的第5个道次的冷拔，有效的 降低了经过第4个道次冷拔后的棒材的应力，使得获得的经冷拔处理后的成品棒材的尺寸 稳定性更尚，提尚了广品的成品率。
[0028] 步骤（3)中，在所述冷拔过程中，还包括对所述棒材进行冷拔中润滑处理的操作。 所述冷拔中润滑处理可以使用润滑剂进行。所述润滑剂与上述相同。所述冷拔中润滑处理 可以为添加润滑剂，使得所述棒材表面润滑剂的厚度为〇. 5-3mm，优选l-2mm。通过冷拔中 润滑处理，减少了冷拔过程中的摩擦，以及减少了棒材坯料表面的划伤和竹节型表面缺陷 的产生。
[0029] 本发明提供的方法还可以包括对经所述步骤（3)处理之后的棒材再重复依次进 行所述步骤（2)和步骤（3)的操作，直到达到所需要的总变形率和所需要的产品尺寸。
[0030] 本发明提供的方法还可以包括对完成冷拔后获得的产品进行矫直和表面磨光处 理的操作。经矫直和表面磨光处理后的产品经表面、组织和性能检查合格后的产品即为可 以交付使用的合格产品。
[0031] 以下将通过具体的实施例对本发明进行详细描述。
[0032] 以下实施例中，
[0033] MoS2粉为购自河南洛阳开拓者钼业公司颗粒度为彡1. 5 μπι ;纯洁度彡99. 85%的 商品。
[0034] 液体石蜡为购自长城润滑油公司牌号为长城SH(150)的商品。
[0035] 使用的棒材为Ni-Co-Cr基高强度螺栓用高温合金热乳棒材，该棒材中：
[0036] Ni含量为45. 36重量％，Co含量为25. 4重量％，Cr含量为15. 28重量％，Ti含 量为2. 12重量％，A1含量为1.06重量％，Nb含量为1. 14重量％，Ta含量为4. 10重量％， W含量为2. 00重量％，Mo含量为3. 18重量％ ;C含量为0.013重量％，B含量为0.008重 量％，Fe含量为0. 186重量％，Si含量为0.06重量％，Mn含量为0.05重量％，P含量为 〇. 005重量％，S含量为0. 001重量％，Cu含量为0. 01重量％，剩余0. 027重量％为不可避 免的杂质。该棒材的室温屈服强度为870Mpa，熔点为1320°C。
[0037] 在进行固溶热处理之前，对该棒材表面进行磨光处理，使得棒材的表面粗糙度达 到3. 2 μπι以下，使其表面光滑无肉眼可见重皮、裂纹、夹杂等缺陷。
[0038] 棒材总变形率的计算公式为：Φ = (S0-S5) +S0X 100%
[0039] 其中，
[0040] Φ代表棒材的总变形率；
[0041] S。代表冷拔前棒材的横截面积；
[0042] S5代表第5道次冷拔完成后棒材的横截面积；
[0043] 冷拔过程中各个道次的变形率的计算公式为：
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] 其中，
[0050] Φ f Φ 5依次代表经过第1-5道次冷拔后棒材的变形率；
[0051] S1-SJ^次代表经过第1-4道次冷拔完成后棒材的横截面积。
[0052] 实施例1
[0053] 本实施例用以说明本发明提供的棒材冷拔方法。
[0054] 本实施例中使用的棒材的横截面直径为(pi 7.25mm。
[0055] 将电炉加热到炉膛温度达到1080°C，并适