镍基高温合金管的行星轧制生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种镍基高温合金管的行星轧制生产工艺，首先检查行星轧机上工模具轧辊与芯棒表面质量，调整轧头偏角为8.6～8.9°，然后开启行星轧机的辅助系统和主电机、辅助电机进行预热，并向行星轧机中充入氮气，按0.4～0.8m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，加热温度为300～600℃，最后在行星轧机中进行轧制。本发明的生产工艺简单，对镍基高温合金管水平连铸空心锭采用行星轧制连续热轧出管坯，其成材率高、效率高，调整轧头偏角以及在坯管的预加热步骤中选择适合的坯管送进速度和加热温度，能够降低轧力20～40%，有利于坯管稳定的通过轧辊和芯棒，在坯管的热轧过程中提高主电机的功率，轧制出的管子具有细小的等轴晶粒，可拉性较好。
【专利说明】
镍基高温合金管的行星轧制生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，属于镍基合金管制备技术领域。
【背景技术】
[0002]镍基高温合金因具有高温高强度、耐蚀性优良等性能，广泛应用于化工、石油、海洋工业.等重要领域。
[0003]目前镍基高温合金管传统的生产工艺为:真空熔铸-扒皮-穿孔-挤压一修磨-多次冷乳、热处理-精乳到成品-整理-探伤、压力试验-退火检测入库，该生产工艺对外径为Φ30mm以上的镍基高温合金管的生产工艺较成熟，但对于Φ 30mm以下的管子生产则乳制(拉拔)道数多，热处理次数多，在乳制外径Φ20πιπι，尤其Φ 12mm以下规格时因芯棒芯杆细小容易乳断，且乳制产量很低，如果采用冷拔则因拉车长度、速度等因素所限需要锯切打头头部而成材率低，同时需要多道次的拉拔而效率低下，成本高。而专利“蒙乃尔合金管的盘拉生产工艺-201410059315.3 ”则采用大挤压机挤压成型和盘拉的方法，对于Φ20πιπι以下的蒙乃尔合金管已经明显提高了成材率和生产效率，但大挤压机的投入成本高，仅挤压穿孔工序的成材率在60?80%左右。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决传统生产工艺制备的镍基高温合金管在乳制外径较小规格时因芯棒芯杆细小容易乳断，且乳制产量很低的问题，提供了一种结制备方法简单的镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，制备出的镍基高温合金管成材率高、效率高。
[0005]本发明采用如下技术方案:一种镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，包括如下步骤:
(1)检查行星乳机上工模具乳辊与芯棒表面质量确保安装正确、紧固，调整乳头偏角为8.6?8.9。；
(2)开启行星乳机的辅助系统稀油站对齿轮部件进行润滑，开启液压栗站准备运行液压系统；
(3)启动主电机，先慢速使主机大盘能转动，再启动辅电机逐步升至800?1000r/min，然后将主电机提速到1000r/min，空机运转8min;
(4)在行星乳机乳制前15min向行星乳机罩内、感应加热器、导向腔内充入氮气作为保护器，氮气流量为100?200L/min，氮气纯度99.99%以上；
(5)以水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭为坯管，选择与坯管相匹配的芯棒，开启感应加热器和坯管送进电机，将按0.4?0.8m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，感应加热器的温度为300?600°C，压力为160?190V;
(6)将预热后的坯管通过0.Sm长的导向腔后被行星乳机乳辊咬入后进行乳制，逐步调整送进电机推力，根据辅电机电流大小调整推力，辅机电流控制为400?500A，主电机的功率为 1400 ?1600KW;
(7)乳出的管子的延伸系数为8?16，乳制中产生很大的变形能，管子的温度为720?920°C，随后喷水急冷使乳出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差;
(8)在卷取系统上将管子卷曲成盘管坯用于后续加工。
[0006]进一步的，所述步骤(5)中水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭经过铣面，所述铣面去掉表面厚度x-xmm。
[0007]进一步的，所述步骤(7)中喷水急冷时水温为35°C(写成范围的形式X?X°C)以下，压力2kg(写成范围的形式X?X kg)以上，喷水流量50?100m3/h。
[0008]进一步的，所述步骤(8)中在管子卷曲前将管子的一端部引入预弯机，将管子围绕预弯机一圈后用胶布扎紧，然后将预弯管机调整至合适的预弯位置进行卷曲。
[0009]进一步的，所述步骤(6)中主电机速度为1400?2000r/min，大盘转速为500?580rpmo
[0010]本发明的生产工艺简单，对镍基高温合金管水平连铸空心锭采用行星乳制连续热乳出管坯供后续工序冷乳即盘拉、冷拉，其成材率高、效率高，调整乳头偏角为8.6?8.9°，使得在乳制过程中能增加乳辊对坯管的咬合力和送进力，减轻乳力，在坯管的预加热步骤中选择适合的还管送进速度和加热温度，能够降低乳力20?40%，有利于还管稳定的通过乳辊和芯棒，在坯管的热乳过程中提高主电机的功率，通过调节辅电机转速可使乳出的管材不旋转，通过乳机时在大变形量和高变形速率的作用下，乳制出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差。
【具体实施方式】
[0011 ]下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0012]实施例一:
镍基高温合金牌号为NCu30，其中主要成分的质量百分数为:Ni彡63%，Cu:28-34%，Fe<2.5%，Mn彡2%.水平连铸空心坯管规格为Φ 85*20。
[0013]行星乳制生产工艺步骤如下:
(1)检查行星乳机上工模具乳辊与芯棒表面质量确保安装正确、紧固，调整乳头偏角为8.7° ；
(2)开启行星乳机的辅助系统稀油站对齿轮部件进行润滑，开启液压栗站准备运行液压系统；
(3)启动主电机，先慢速使主机大盘能转动，再启动辅电机逐步升至900r/min，然后将主电机提速到1000r/min，空机运转8min;
(4)在行星乳机乳制前15min向行星乳机罩内、感应加热器、导向腔内充入氮气作为保护器，氮气流量为100?200L/min，氮气纯度99.99%以上；
(5)以水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭为坯管，选择与坯管相匹配的芯棒，开启感应加热器和坯管送进电机，将按0.5m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，感应加热器的温度为520°C，压力为160V;
(6)将预热后的坯管通过0.Sm长的导向腔后被行星乳机乳辊咬入后进行乳制，逐步调整送进电机推力，根据辅电机电流大小调整推力，辅机电流控制为400?500A，主电机的功率为 1500KW;
(7)乳出的管子规格为Φ48*2.6，延伸系数达到11，乳制中产生很大的变形能，管子的温度为870°C，随后喷水急冷使乳出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差，喷水急冷时水温为35°C以下，压力2kg以上，喷水流量50?100m3/h ；
(8)扶着管头引入预弯机，绕一圈后用易拉得胶布扎紧，以防管头卡住，将预弯辊调到合适的预弯位置;在卷取系统上将管子卷取成直径3200mm的盘以备后续加工。
[0014]实施例二:
镍基高温合金牌号为NCu28-l-l的行星乳制，其中主要成分的质量百分数为:Ni为余量，Cu: 28-32%, Fe:1-1.4%,Mn: H.4%.水平连铸空心坯管规格为Φ90*23，步骤如下:
(1)检查行星乳机上工模具乳辊与芯棒表面质量确保安装正确、紧固，调整乳头偏角为8.6° ；
(2)开启行星乳机的辅助系统稀油站对齿轮部件进行润滑，开启液压栗站准备运行液压系统；
(3)启动主电机，先慢速使主机大盘能转动，再启动辅电机逐步升至800r/min，然后将主电机提速到1000r/min，空机运转8min;
(4)在行星乳机乳制前15min向行星乳机罩内、感应加热器、导向腔内充入氮气作为保护器，氮气流量为100?200L/min，氮气纯度99.99%以上；
(5)以水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭为坯管，选择与坯管相匹配的芯棒，开启感应加热器和坯管送进电机，将按0.5m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，感应加热器的温度为530°C，压力为175V;
(6)将预热后的坯管通过0.Sm长的导向腔后被行星乳机乳辊咬入后进行乳制，逐步调整送进电机推力，根据辅电机电流大小调整推力，辅机电流控制为400?500A，主电机的功率为 1500KW;
(7)乳出的管子规格为Φ48*2.8，延伸系数达到12，乳制中产生很大的变形能，管子的温度为890°C，随后喷水急冷使乳出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差，喷水急冷时水温为35°C以下，压力2kg以上，喷水流量50?100m3/h ；
(8)扶着管头引入预弯机，绕一圈后用易拉得胶布扎紧，以防管头卡住，将预弯辊调到合适的预弯位置;在卷取系统上将管子卷取成直径3200mm的盘以备后续加工。
[0015]实施例三:
镍基高温合金牌号为NCu28-2.5-1.5的行星乳制，其中主要成分的质量百分数为:Ni为余量，Cu:27-29%, Fe:2-3%,Mn:1.2-1.8%.水平连铸空心坯管规格为Φ90*23，步骤如下:
(1)检查行星乳机上工模具乳辊与芯棒表面质量确保安装正确、紧固，调整乳头偏角为8.9° ；
(2)开启行星乳机的辅助系统稀油站对齿轮部件进行润滑，开启液压栗站准备运行液压系统；
(3)启动主电机，先慢速使主机大盘能转动，再启动辅电机逐步升至900r/min，然后将主电机提速到1000r/min，空机运转8min;
(4)在行星乳机乳制前15min向行星乳机罩内、感应加热器、导向腔内充入氮气作为保护器，氮气流量为100?200L/min，氮气纯度99.99%以上；
(5)以水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭为坯管，选择与坯管相匹配的芯棒，开启感应加热器和坯管送进电机，将按0.5m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，感应加热器的温度为560°C，压力为190V;
(6)将预热后的坯管通过0.Sm长的导向腔后被行星乳机乳辊咬入后进行乳制，逐步调整送进电机推力，根据辅电机电流大小调整推力，辅机电流控制为400?500A，主电机的功率为 1500KW;
(7)乳出的管子规格为Φ48*3，延伸系数达到12，乳制中产生很大的变形能，管子的温度为900°C，随后喷水急冷使乳出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差，喷水急冷时水温为35°C以下，压力2kg以上，喷水流量50?100m3/h ；
(8)扶着管头引入预弯机，绕一圈后用易拉得胶布扎紧，以防管头卡住，将预弯辊调到合适的预弯位置;在卷取系统上将管子卷取成直径3200mm的盘以备后续加工。
【主权项】
1.一种镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，其特征在于:包括如下步骤: (1)检查行星乳机上工模具乳辊与芯棒表面质量确保安装正确、紧固，调整乳头偏角为8.6?8.9。； (2)开启行星乳机的辅助系统稀油站对齿轮部件进行润滑，开启液压栗站准备运行液压系统； (3)启动主电机，先慢速使主机大盘能转动，再启动辅电机逐步升至800?1000r/min，然后将主电机提速到800?1000r/min，空机运转8?1min; (4)在行星乳机乳制前10?15min向行星乳机罩内、感应加热器、导向腔内充入氮气作为保护器，氮气流量为100?200L/min，氮气纯度99.99%以上； (5)以水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭为坯管，选择与坯管相匹配的芯棒，开启感应加热器和坯管送进电机，将按0.4?0.8m/min的速度送坯管进入感应加热器中预加热，感应加热器的温度为300?600°C，压力为160?190V; (6)将预热后的坯管通过0.8m长的导向腔后被行星乳机乳辊咬入后进行乳制，逐步调整送进电机推力，根据辅电机电流大小调整推力，辅机电流控制为400?500A，主电机的功率为 1400 ?1600KW; (7)乳出的管子的延伸系数为8?16，乳制中产生很大的变形能，管子的温度为720?920°C，随后喷水急冷使乳出的管子具有细小的等轴晶粒，良好的可拉性及优良的壁厚公差; (8)在卷取系统上将管子卷曲成盘管坯用于后续加工。2.如权利要求1所述的镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，其特征在于:所述步骤(5)中水平连铸镍基高温耐蚀合金空心铸锭经过铣面，所述铣面去掉表面厚度0.3?1_。3.如权利要求1所述的镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，其特征在于:所述步骤(7)中喷水急冷时水温为35°C以下，压力1.5?4kg，喷水流量50?100m3/h。4.如权利要求1所述的镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，其特征在于:所述步骤(8)中在管子卷曲前将管子的一端部引入预弯机，将管子围绕预弯机一圈后用胶布扎紧，然后将预弯管机调整至合适的预弯位置进行卷曲。5.如权利要求1所述的镍基高温合金管的行星乳制生产工艺，其特征在于:所述步骤(6)中主电机速度为1400?2000r/min，大盘转速为500?580rpm。
【文档编号】B21B37/78GK105964693SQ201610017233
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】周向东, 浦益龙, 王颜臣, 江生, 吕斌
【申请人】江苏隆达超合金航材股份有限公司