一种高温合金锻造过程钢锭或钢坯的保温装置及其方法与流程

本发明属于特种材料锻造领域，具体涉及一种高温合金锻造过程钢锭或钢坯的保温装置及其方法。

背景技术：

变形高温合金主要用途为航空航天、核电能源、石油化工等重要领域用关键热端部件。随着技术的飞速发展，这些领域对高温合金的力学性能、显微组织等要求也越来越高，对锻造工艺要求也随之提高。由于组织性能的需要，如要求细晶或超细晶组织，或者是对于一些高合金化难变形高温合金，关键锻造工序的温度控制窗口非常小即可锻温度范围小，温度的控制是锻造工艺的重点之一。实际生产过程中，为了控制锻造温度，锻件的加热温度选择为许可变形温度范围的上限，同时采用包套包裹坯料减缓转移过程和热加工过程的热量散失，以获得较好的变形组织。

所谓包套包裹就是将硅酸铝纤维毯等绝热材料覆盖在钢锭或钢坯表面以减缓钢锭或钢坯因辐射和对流导致的热量损失，并能够防止模具与钢锭或钢坯之间的接触传热，阻挡钢锭或钢坯与空气间的传热。采用焊接不锈钢外套的方法将绝热材料固定在钢锭或钢坯表面上，称为硬包套；采用粘贴方式将绝热材料固定在钢锭或钢坯表面上，称为软包套。

目前主要采用人工对坯料直接包覆，工人劳动强度大，工作环境较为恶劣，且包覆质量波动较大。

专利201610272023.7《一种降低高温合金材料锻造开裂倾向的方法》中采用的保温方式是将钢锭或钢坯包扎好后再进行加热。这种先包套后进炉加热的方法会导致加热时间长，能源消耗大，同质量包套钢锭或钢坯加热时间是不包套钢锭或钢坯的时间2倍以上。

专利201510269497.1《一种500kg级gh3230高温合金的锻造方法》中采用的保温方式是在钢锭或钢坯上先涂层(采用喷枪或人工涂刷)再将保温绝热材料贴在钢锭或钢坯表面。这种做法在高温环境下操作不便，且有安全隐患，人工涂层不均匀，包裹材料易脱落。

专利201310359168.7《一种应用于超大型镍基高温合金涡轮盘锻造的包套方法》采用先软包套再硬包套的方法，即先用绝热棉对高温合金坯料进行包裹压实，再用不锈钢带围裹固定。这种方法虽然复杂，但是可以满足盘状零件锻造保温要求，不过对于圆柱体形钢锭或钢坯不适用。

综上所述，传统包套方法劳动强度大，且工作环境恶劣，且会导致高温合金坯料在炉内加热时间过长、能源消耗大，软包套容易脱落、夹持易破损等问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种高温合金锻造过程钢锭或钢坯的保温装置及其方法。保温装置包括右臂、左臂、底座、保温隔热毯和钢锭；所述右臂和左臂固定在底座上，均由数个关节组成，每个关节可在0-180度角度内向内转动；所述底座上设置有凹槽，用于支撑保温隔热毯，并使钢锭可固定在底座上，所述支撑保温隔热毯上粘附玻璃粘贴剂，使保温隔热毯可粘贴在钢锭上。

进一步的，所述右臂、左臂的关节数量为2-6个。

进一步的，所述右臂、左臂的关节数量优选为3个，且对称设置。

进一步的，所述右臂、左臂的每个关节均由气缸或液压缸单独驱动。

进一步的，所述底座上的凹槽优选为v型。

一种高温合金锻造过程钢锭或钢坯的保温装置的保温方法：包括以下几个步骤：

步骤一、将钢锭或钢坯放入高温电炉种加热至1000℃-1170℃，并保温2.5-3小时；

步骤二、保温装置右臂、左臂展开，将已粘附玻璃粘贴剂的保温隔热毯平铺在右臂、左臂上，有玻璃粘贴剂的一面朝上；玻璃粘贴剂采用专用注射器粘附到保温隔热毯上；

步骤三、加热后钢锭移出加热炉，吊装到保温装置上的凹槽上；

步骤四、保温装置右臂先抬起将右侧保温隔热毯包裹到钢锭上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯粘贴到钢锭表面，右臂落下，回到原位；

步骤五、保温装置左臂抬起并将左侧保温隔热毯包裹到钢锭上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯粘贴到钢锭表面，左臂落下，回到原位；

步骤六、钢锭吊离，用操作机夹住，利用快锻机进行锻造。

本发明采用自动包套装置和自粘贴保温绝热毯，实现钢锭在加热后快速自动包套，有效降低热量损失，减少难变形合金锻造开裂风险，可实现窄温度区间内锻造，获得细晶或超细晶组织，同时大幅度改善操作人员工作环境。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的保温隔热毯注射玻璃粘贴剂示意图。

图中：1—右臂；2—左臂；3—底座；4—保温绝热毯；5—钢锭。

注：途中双点划线为设备展开状态。

具体实施方式

参考图1，一种高温合金锻造过程钢锭或钢坯的保温装置，包括右臂1、左臂2、底座3、保温隔热毯4和钢锭5；所述右臂1和左臂2固定在底座3上，均由数个关节组成，各个关节均采用耐高温材质制作，使其满足高温环境下使用要求，每个关节可在0-180度角度内向内转动；所述底座3上的凹槽优选为v型凹槽，用于支撑保温隔热毯4，并使钢锭5可固定在底座3上，所述支撑保温隔热毯4上粘附玻璃粘贴剂，使保温隔热毯4可粘贴在钢锭5上。图1中，所述右臂1、左臂2的关节数量优选为3个，且对称设置。所述右臂1、左臂2的每个关节均由气缸或液压缸单独驱动。

实施例1高温合金gh5188圆棒锻造

1、将直径508mm的gh5188钢锭放入高温电炉种加热至1170℃，并保温3小时；

2、保温装置右臂1、左臂2展开，将已粘附玻璃粘贴剂的保温隔热毯4平铺在右臂1、左臂2上，有玻璃粘贴剂的一面朝上；玻璃粘贴剂采用专用注射器粘附到保温隔热毯4上，参考附图2，黑点即为玻璃粘贴剂；

3、加热后钢锭5移出加热炉，吊装到保温装置上的v型槽上；

4、保温装置右臂1先抬起将右侧保温隔热毯4包裹到钢锭5上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯4粘贴到钢锭5表面，右臂1落下，回到原位；

5、保温装置左臂2抬起并将左侧保温隔热毯4包裹到钢锭5上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯4粘贴到钢锭5表面，左臂2落下，回到原位；

6、钢锭5吊离，用操作机夹住，利用快锻机进行锻造。

实施例2高温合金gh4169细晶棒材锻造

1、将直径360mm的gh4169钢坯放入高温电炉中加热至1000～1020℃，并保温2.5小时；

2、保温装置右臂1、左臂2展开，将已粘附玻璃粘贴剂的保温隔热毯4平铺在右臂1、左臂2上，有玻璃粘贴剂的一面朝上；玻璃粘贴剂采用专用注射器粘附到保温隔热毯4上，参考附图2，黑点即为玻璃粘贴剂；

3、加热后钢锭5移出加热炉，吊装到保温装置上的v型槽上；

4、保温装置右臂1先抬起将右侧保温隔热毯4包裹到钢锭5上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯4粘贴到钢锭5表面，右臂1落下，回到原位；

5、保温装置左臂2抬起并将左侧保温隔热毯4包裹到钢锭5上，在玻璃粘贴剂作用下保温隔热毯4粘贴到钢锭5表面，左臂2落下，回到原位；

6、钢坯吊离，用操作机夹住，利用快锻机进行锻造，锻造变形量为40～60％。通过上述工艺，可以获得6～8级细晶的gh4169棒材。