专利名称：Gh4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法
技术领域：
本发明涉及一种变形高温合金锻造用毛坯的制坯方法，特别是GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法。
背景技术：
GH4169合金是一种沉淀强化型的镍-铬-铁基高温合金，该合金由于强度高，变形温度范围窄，导致其变形抗力较大，锻造成形较为困难。在对该合金进行近等温锻造时要想获得晶粒细小的高强度锻件首先必须要使锻造毛坯的晶粒细小。
2004年6月2日公开的中国发明专利说明书CN1500577A(申请号200310103692.4)公开了一种镍基超耐热合金的准等温锻造，所述准等温锻造类似于本发明所述的近等温锻造，只是模具的加热温度与锻件坯料的加热温度的温差范围不同。该专利申请表述了锻造毛坯可以采用固结粉末坯料或铸造-锻造的坯料来提供。该专利申请对如何采用晶粒细小的铸造或锻造坯料来进行锻造并未充分公开，而铸造、锻造或轧制的原始毛坯由于晶粒较粗大，采用该专利申请提供的锻造方法对原始毛坯进行锻造后是很难获得晶粒细小的锻件的。采用固结粉末坯料其晶粒较细小，但是也存在以下问题一是固结粉末坯料需要专门的金属制粉技术和制粉设备才能生产，而目前由于金属制粉技术的难度较大和制粉设备的投资较高使固结粉末坯料的成本较高、价格较贵；二是金属制粉技术由于需要攻克的技术难题较多，致使采用固结粉末坯料生产的锻件质量处于不稳定状态；三是金属制粉技术属于方兴技术，尚未普及应用致使固结粉末坯料的获得较难。
有鉴于此，本发明提供了一种GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用镦拔+辗轧的复合变形工艺来制作GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的方法，采用该方法能使所述锻造用环坯的晶粒变得细小，满足锻件的细晶要求。
为解决上述技术问题，本发明6H4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法采用以下技术方案来实现
首先提供锻造加热炉、锻压机、辗轧机和铸造、锻造或轧制的GH4169合金原始棒材，然后按以下步骤操作第一步，加热GH4169合金原始棒材到980℃～1010℃的温度，镦粗得到一次饼坯，再把该饼坯拔长得到二次棒材；第二步，加热所述二次棒材到980℃～1010℃的温度，再镦粗得到二次饼坯，对该二次饼坯进行冲孔得到环饼坯；第三步，加热所述环饼坯到980℃～1010℃的温度，辗轧得到细晶环坯。
为使本发明所述的制坯方法能够获得最佳实施效果，所述GH4169合金棒材的加热温度优选1010℃，所述二次棒材的加热温度优选1010℃，所述环饼坯的加热温度优选1010℃；所述一次饼坯的高度镦粗到原始棒材高度的1/3～1/2，所述二次棒材的高度等于原始棒材的高度，所述二次饼坯的高度镦粗到原始棒材高度的1/3～1/2，所述环饼坯的辗轧变形量控制在35％～45％。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下本发明所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，采用镦拔+辗轧工艺制备的环坯，除了环坯外表面中部的应变和温度较高外，绝大部分坯料体积内的热力参数(等效应变、温度等)分布很均匀，而且对坯料施加多个方向的变形，可以更加有效地细化晶粒，获得理想的制坯效果。采用本方法可把GH4169合金的晶粒度从制坯前铸造、锻造或轧制的原始棒料的4级或低于4级提高到制坏后的8级(美国ASTM标准水平)，细化了该合金材料的晶粒。
本发明的出现，使GH4169合金在进行近等温锻时可以不依赖于采用固结粉末坯料来细化晶粒，大大降低了锻造成本，而且铸造或锻造的原始坯料易于获得，有利于近等温锻造方法的推广应用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法工艺流程图。
图2是采用本发明所述的制坯方法制成的细晶环坯的内部组织金相结构图。
具体实施例方式
实施本发明所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，需要提供锻造加热炉、锻压机、辗轧机和铸造、锻造或轧制的GH4169合金原始棒材。
图1示出了GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法的工艺流程，所述制坯方法的操作步骤如下步骤1镦粗。把按锻件规格下料的GH4169合金棒材在加热炉内加热到980℃～1010℃，优选温度为1010℃，然后在锻压机上把所述棒材镦粗到原棒材高度的1/3～1/2高度得到一次饼坯。
步骤2拔长。把步骤1所述的一次饼坯在锻压机上进行拔长变回到原棒材的高度得到二次棒材。
步骤3再镦粗。把步骤2所述的二次棒材在加热炉内加热到980℃～1010℃，优选温度为1010℃，然后在锻压机上把所述二次棒材再镦粗到该棒材高度的1/3～1/2高度得到二次饼坯。
步骤4冲孔。把步骤3所述的二次饼坯在锻压机上用冲头冲出中心孔得到环饼坯。
步骤5辗轧。把步骤4所述的环饼坯在加热炉内加热到980℃～1010℃，优选温度为1010℃，然后把环饼坯放到辗轧机上辗轧，使环饼坯产生内孔扩大、壁厚减小、外径增大的连续局部塑性变形，当变形量达到35％～45％时，得到环坯，即本发明所述的细晶环坯，该环坯的晶粒度达美国ASTM标准8级，其内部组织金相结构如图7所示(显微镜下放大100倍)。
权利要求
1.一种GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，首先提供锻造加热炉、锻压机、辗轧机和铸造、锻造或轧制的GH4169合金原始棒材，然后按以下步骤操作第一步，加热GH4169合金原始棒材到980℃～1010℃的温度，镦粗得到一次饼坯，再把该饼坯拔长得到二次棒材；第二步，加热所述二次棒材到980℃～1010℃的温度，再镦粗得到二次饼坯，对该二次饼坯进行冲孔得到环饼坯；第三步，加热所述环饼坯到980℃～1010℃的温度，辗轧得到细晶环坯。
2.按照权利要求1所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述GH4169合金棒材的加热温度是1010℃。
3.按照权利要求1所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述二次棒材的加热温度是1010℃。
4.按照权利要求1所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述环饼坯的加热温度是1010℃。
5.按照权利要求1所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述一次饼坯的高度是原始棒材高度的1/3～1/2。
6.按照权利要求1或3所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述二次棒材的高度等于原始棒材的高度。
7.按照权利要求1所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述二次饼坯的高度是原始棒材高度的1/3～1/2。
8.按照权利要求1或4所述的GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其特征在于所述环饼坯的辗轧变形量是35％～45％。
全文摘要
本发明公开了一种GH4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法，其工艺步骤为加热GH4169合金原始棒材到980℃～1010℃的温度，镦粗到原始棒材高度的1/3～1/2得到一次饼坯，再把该饼坯拔长回原始棒材的高度得到二次棒材；加热所述二次棒材到980℃～1010℃的温度，再镦粗到原始棒材高度的1/3～1/2得到二次饼坯，对该二次饼坯进行冲孔得到环饼坯；加热所述环饼坯到980℃～1010℃的温度，辗轧变形35％～45％后得到细晶环坯。使用该细晶环坯进行近等温锻造可获得晶粒细小的锻件。
文档编号B21J1/00GK101020949SQ200710077668
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月5日 优先权日2007年3月5日
发明者叶俊青, 魏志坚, 夏欲民, 邹伟, 占立水, 张衡, 黎汝栋, 江飞龙, 刘朝辉 申请人:贵州安大航空锻造有限责任公司