一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺的制作方法

本发明涉及钢管锻造，特别涉及一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺。

背景技术：

1、n06625合金是以钼、铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，是一种含有大量铬(20～23wt％)、钼(8～10wt％)，并以铌(3.15～4.15wt％)为主要添加元素的镍基奥氏体变形合金。由于这种超合金具有力学性能、加工性能和耐蚀性能的特殊配合，获得了广泛应用；它具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。因此，该合金无缝管材可广泛用于制造航天发动机零部件、宇航结构部件和化工设备。但是由于钼、铌高质量分数存在，与基体原子的半径相差很大，因此具有较大的高温强化效应，又由于热变形过程中的热应力-应变效应，给热轧穿孔生产荒管带来了质量稳定性的偏差，使穿孔性能下降，特别是荒管极易出现裂纹或破碎。

2、多年来，n06625合金在管材制造中所用的荒管主要通过两个途径取得：一是将圆棒在径向截面中心位置沿轴向方向进行镗孔，即中心“掏空”形成中心孔洞的无缝管做荒管使用；二是将圆棒进行一定的加工后进行热挤压成型生产荒管。

3、第一种方式，规格很窄，外径在≤90mm之内，内孔在≤38mm以下。由于内孔越大，造成的金属损耗就越大，成材率极低；又因为壁厚较厚，使冷加工道次增加，成本及交期都受到很大的影响。除非特别需要并有一定的利润的情况下，才可选择。

4、第二种方式，对合金的热加工质量肯定有一定的保证，是较理想的热加工方法。同样，因为热挤压工艺比较复杂，需要两次加热和二次加工，成本较穿孔要高出80％；特别是对圆棒料的要求也非常严格，前期坯料准备的金属损失加后续“压余”，两项金属损失就在30～38％之间，成材率不足70％。更重要的是，像n06625这类高镍高钼的变形高温合金外径大于200mm以上的，一次性需求能大于20吨的很少，大多几吨、甚至几支，这样给批量生产优势显著的热挤压造成了一定的难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺。本发明可以提高穿孔性能，生产出质量合格的荒管，而且生成加工简单、效率高，能够批量生产。

2、本发明的技术方案：一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，包括外以下步骤：

3、步骤1、采用aod冶炼将n06625合金模注成锭，再通过熔渣电阻热进行重熔精炼，得到精炼成锭的合金块；

4、步骤2、将精炼成锭的合金块热锻加工成圆管坯；

5、步骤3、通过2辊锥形斜轧穿孔机和斜底式加热炉对圆管坯热穿孔；

6、步骤4、穿孔后进行水淬冷变形，得到荒管成品。

7、上述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，步骤3中，圆管坯热穿孔加工时，n06625合金的热加工变形量在40％-70％之间。

8、前述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，步骤3中，圆管坯热穿孔加工时，温度控制为1100～1140℃之间，加热速度应在2～2.5℃/min。

9、前述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，步骤3中，采用斜底连续式加热炉，第一炉门温度为1145℃，第四炉门温度为1115℃，第九炉门温度为1065℃；所述圆管坯从第九炉门至第四炉门的行进时间为40分钟，从第四炉门至第一炉门的行进时间为70分钟，圆管坯在第一炉门保温时间40分钟。

10、前述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，采用斜底连续式加热炉的过程是先将斜底连续式加热炉的各炉内温度相应温度，将圆管坯进炉直接至第九炉门的位置上；再测圆管坯两支接触部位的温度，待圆管坯表面温度达到1050℃时，缓慢翻坯行进，先是每3分钟翻一次，每次180°，40分钟行进到第四炉门，再每10分钟翻一次，用70分钟行进到第一炉门，之后静止保温40分钟。

11、前述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，步骤3中，2辊锥形斜轧穿孔机穿孔时，设置前进角16°，辗轧角15°，轧制的转速为12r/min，椭圆系数设定为1.06，顶头伸前量为206mm。

12、与现有技术相比，本发明通过合理的热穿孔工序可以提高穿孔性能，可以生产符合质量要求的荒管，而且加工工序简单，成材率高，能够进行批量生产。本发明的合理的控制了加热温度和加热时间，n06625合金的第九炉内起始温度可避开因二次相(γ"、δ)的析出温度区，特别是可减少在析出的敏感温度范围内的停留时间，防止加热使合金中心部位可能开裂，改善n06625合金的加热塑性。本发明在圆管坯进行热穿孔时，进行合理的温度控制和加热速度控制，可以不进行中心钻孔也能保证内表面质量。本发明对2辊锥形斜轧穿孔机的调整，得到了最佳穿孔工艺参数，可以使金属在变形时增加咬入，可以迅速稳定而均匀运动，消除孔腔，保证了加工质量。

技术特征：

1.一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：包括外以下步骤：

2.根据权利要求1所述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：步骤3中，圆管坯热穿孔加工时，n06625合金的热加工变形量在40％-70％之间。

3.根据权利要求1所述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：步骤3中，圆管坯热穿孔的温度控制为1100～1140℃之间，加热速度应在2～2.5℃/min。

4.根据权利要求3所述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：步骤3中，采用斜底连续式加热炉，第一炉门温度为1145℃，第四炉门温度为1115℃，第九炉门温度为1065℃；所述圆管坯从第九炉门至第四炉门的行进时间为40分钟，从第四炉门至第一炉门的行进时间为70分钟，圆管坯在第一炉门保温时间40分钟。

5.根据权利要求4所述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：采用斜底连续式加热炉的过程是先将斜底连续式加热炉的各炉内温度相应温度，将圆管坯进炉直接至第九炉门的位置上；再用手持式红外线测温仪测圆管坯两支接触部位，待圆管坯表面温度达到1050℃时，缓慢翻坯行进，先是每3分钟翻一次，每次180°，40分钟行进到第四炉门，再每10分钟翻一次，用70分钟行进到第一炉门，之后静止保温40分钟。

6.根据权利要求1所述的变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，其特征在于：步骤3中，2辊锥形斜轧穿孔机穿孔时，设置前进角16°，辗轧角15°，轧制的转速为12r/min，椭圆系数设定为1.06，顶头伸前量为206mm。

技术总结
本发明公开了一种变形高温合金热穿孔生产荒管的工艺，包括外以下步骤：步骤1、采用AOD冶炼将N06625合金模注成锭，再通过熔渣电阻热进行重熔精炼，得到精炼成锭的合金块；步骤2、将精炼成锭的合金块热锻加工成圆管坯；步骤3、通过2辊锥形斜轧穿孔机和斜底式加热炉对圆管坯热穿孔；步骤4、穿孔后进行水淬冷变形，得到荒管成品。本发明可以提高穿孔性能，生产出质量合格的荒管，而且生成加工简单、效率高，能够批量生产。

技术研发人员：李钊,林日和,黄武军,郑顺奇,李晓华
受保护的技术使用者：浙江卓业能源装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12