一种合金芯棒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种合金芯棒及其制备方法，通过配料、熔炼、精炼、浇铸、落砂清理、锯切、锻造以及热处理得到芯棒，所述芯棒材料的组成为：镍10~14%、铬17~21%、钼9~12%、锰0~0.5%、钛1.2~2.0%、钒0.2~0.5%、铝0.01~0.02%、碳0.01~0.1%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含量≤0.5%；单位为重量百分数。本发明解决了芯棒强度低和耐磨性差的问题。
【专利说明】一种合金芯棒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了一种芯棒，尤其涉及了一种合金芯棒及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 制管方法在管子的内部使用芯棒作为成型工具，所以芯棒必须能经受得住来自外 部工具生产的力而不至于变形，这对芯棒的强度及柔韧性具有很高的要求。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种合金芯棒及其制备方 法，解决了芯棒强度低和耐磨性差的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的： 一种合金芯棒，所述芯棒材料的组成为：镍1(Γ14%、铬17?21%、钥9?12%、锰(To. 5%、钛 1. 2?2. 0%、钒0. 2?0. 5%、铝0. Of 0. 02%、碳0. 01、. 1%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中 的含量彡〇. 5% ;单位为重量百分数。
[0005] -种合金芯棒的制备方法，包括以下步骤： (1) 配料：按芯棒的组成进行配料，并使所述芯棒材料的最终组成为：镍ΚΓ14%、铬 17?21%、钥 9?12%、锰 0?0· 5%、钛 1. 2?2. 0%、钒 0· 2?0· 5%、铝 0· 01 ?0· 02%、碳 0· 01 ?0· 1% 以及 其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含量< 0. 5% ;单位为重量百分数； (2) 在真空炉坩埚中依次加入电解镍、金属铬、金属锰、钥棒和碳钢，升温熔化后在 加料盒中加入海绵钛、铝锭和金属钒，真空感应炉的真空度为〇. 5~1. OMPa，熔炼温度为 1550-1650°C，形成金属液； (3) 精炼：将步骤（2)的金属液转移至真空或者充满惰性气体的容器中进行脱氧、脱 气，将脱氧剂加到金属液的液面上，使得在界面上进行脱氧，脱氧剂有木炭、碳化钙、硼化 镁、硼渣，这些脱氧剂夺取氧把金属还原出来，生成物上浮成渣排去，并通过光谱分析仪以 及密度检测仪获得夹杂物的质量份； (4) 重复步骤（3)，直到金属液中含有的夹杂物的质量份已无明显降低或者已经达到最 低； (5) 将金属液浇注于模具中，形成铸锭，浇铸温度为1400-1450°C ; (6) 落砂清理：等到步骤（5)中的铸锭冷却至40(T500°C时，先使铸锭与砂箱分离，然后 使其与型砂分离；然后除浇、冒口，清除残余的芯砂，去除铸锭表面的粘砂、飞边毛刺、氧化 皮； (7) 将步骤（6)的铸锭锯切、锻造，金加工得到芯棒；锻造的温度为1150-1180°C ; (8) 将步骤（7)的芯棒进行热处理：将芯棒放入电炉中，按照不高于72°C /h的速度升 温至800-85(TC，保温4-5h，炉冷至室温；再按照不高于88°C /h升温至980-102(TC，保温 3. 5-4h后出炉，在55-70°C的水中淬火至270-350°C;返回电炉中升温至625-635°C，进行低 温回火处理，保温2h后，出炉空冷。
[0006] 与现有技术相比，本发明的有益效果： 1. 具有良好的锻造性能，在制造芯棒的过程中经过加热锤锻，没有发现裂纹缺陷； 2. 在高温状态下力学性能好，可提高芯棒的使用寿命，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0007] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体 实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0008] 实施例1 : 一种合金芯棒，所述芯棒材料的组成为：镍10%、铬17%、钥9%、锰0. 1%、钛1. 2%、钒 0. 2%、铝0. 01%、碳0. 01%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含量彡0. 5% ;单位为重量百 分数。
[0009] 一种合金芯棒的制备方法，包括以下步骤： (1) 配料：按芯棒的组成进行配料，并使所述芯棒材料的最终组成为：镍10%、铬17%、钥 9%、锰0. 1%、钛1. 2%、钒0. 2%、铝0. 01%、碳0. 01%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含 量彡0. 5% ;单位为重量百分数； (2) 在真空炉坩埚中依次加入电解镍、金属铬、金属锰、钥棒和碳钢，升温熔化后在加料 盒中加入海绵钛、铝锭和金属钒，真空感应炉的真空度为l.OMPa，熔炼温度为1550°C，形成 金属液； (3) 精炼：将步骤（2)的金属液转移至真空或者充满惰性气体的容器中进行脱氧、脱 气，将脱氧剂加到金属液的液面上，使得在界面上进行脱氧，脱氧剂有木炭、碳化钙、硼化 镁、硼渣，这些脱氧剂夺取氧把金属还原出来，生成物上浮成渣排去，并通过光谱分析仪以 及密度检测仪获得夹杂物的质量份； (4) 重复步骤（3)，直到金属液中含有的夹杂物的质量份已无明显降低或者已经达到最 低； (5) 将金属液浇注于模具中，形成铸锭，浇铸温度为1400°C ; (6) 落砂清理：等到步骤（5)中的铸锭冷却至400°C时，先使铸锭与砂箱分离，然后使其 与型砂分离；然后除浇、冒口，清除残余的芯砂，去除铸锭表面的粘砂、飞边毛刺、氧化皮； (7) 将步骤（6)的铸锭锯切、锻造，金加工得到芯棒；锻造的温度为1150°C ; (8) 将步骤（7)的芯棒进行热处理：将芯棒放入电炉中，按照不高于72°C /h的速度升 温至800°C，保温4h，炉冷至室温；再按照不高于88°C /h升温至980°C，保温3. 5h后出炉， 在55°C的水中淬火至270°C ;返回电炉中升温至625°C，进行低温回火处理，保温2h后，出 炉空冷。
[0010] 实施例2 : 一种合金芯棒，所述芯棒材料的组成为：镍14%、铬21%、钥12%、锰0. 5%、钛2. 0%、钒 0. 5%、铝0. 02%、碳0. 1%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含量< 0. 5% ;单位为重量百 分数。
[0011] 一种合金芯棒的制备方法，包括以下步骤： (1)配料：按芯棒的组成进行配料，并使所述芯棒材料的最终组成为：镍14%、铬21%、钥 12%、锰0. 5%、钛2. 0%、钒0. 5%、铝0. 02%、碳0. 1%以及其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含 量彡0. 5% ;单位为重量百分数； (2) 在真空炉坩埚中依次加入电解镍、金属铬、金属锰、钥棒和碳钢，升温熔化后在加料 盒中加入海绵钛、铝锭和金属钒，真空感应炉的真空度为0. 5MPa，熔炼温度为1650°C，形成 金属液； (3) 精炼：将步骤（2)的金属液转移至真空或者充满惰性气体的容器中进行脱氧、脱 气，将脱氧剂加到金属液的液面上，使得在界面上进行脱氧，脱氧剂有木炭、碳化钙、硼化 镁、硼渣，这些脱氧剂夺取氧把金属还原出来，生成物上浮成渣排去，并通过光谱分析仪以 及密度检测仪获得夹杂物的质量份； (4) 重复步骤（3)，直到金属液中含有的夹杂物的质量份已无明显降低或者已经达到最 低； (5) 将金属液浇注于模具中，形成铸锭，浇铸温度为1450°C ; (6) 落砂清理：等到步骤（5)中的铸锭冷却至500°C时，先使铸锭与砂箱分离，然后使其 与型砂分离；然后除浇、冒口，清除残余的芯砂，去除铸锭表面的粘砂、飞边毛刺、氧化皮； (7) 将步骤（6)的铸锭锯切、锻造，金加工得到芯棒；锻造的温度为1180°C ; (8) 将步骤（7)的芯棒进行热处理：将芯棒放入电炉中，按照不高于72°C /h的速度升 温至850°C，保温5h，炉冷至室温；再按照不高于88°C /h升温至1020°C，保温4h后出炉，在 70°C的水中淬火至350°C;返回电炉中升温至635°C，进行低温回火处理，保温2h后，出炉空 冷。
[0012] 由实施例1、实施例2可见，本发明所述的芯棒耐高温性能良好，同时强度高又不 失韧性。
[0013] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方 案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种合金芯棒，其特征在于，所述芯棒材料的组成为：镍1(Γ14%、铬17~21%、钥 9?12%、锰(Πλ 5%、钛L 2?2. 0%、钒0· 2?5%、铝0· 01?02%、碳0· 01?1%以及其余为铁， 杂质在该芯棒材料中的含量< 0. 5% ;单位为重量百分数。
2. -种制备权利要求1所述合金芯棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 配料：按芯棒的组成进行配料，并使所述芯棒材料的最终组成为：镍1(Γ14%、铬 17?21%、钥 9?12%、锰 0?0· 5%、钛 1. 2?2. 0%、钒 0· 2?0· 5%、铝 0· 01 ?0· 02%、碳 0· 01 ?0· 1% 以及 其余为铁，杂质在该芯棒材料中的含量< 0. 5% ;单位为重量百分数； (2) 在真空炉坩埚中依次加入电解镍、金属铬、金属锰、钥棒和碳钢，升温熔化后在 加料盒中加入海绵钛、铝锭和金属钒，真空感应炉的真空度为〇. 5~1. OMPa，熔炼温度为 1550-1650°C，形成金属液； (3) 精炼：将步骤（2)的金属液转移至真空或者充满惰性气体的容器中进行脱氧、脱 气，将脱氧剂加到金属液的液面上，使得在界面上进行脱氧，脱氧剂有木炭、碳化钙、硼化 镁、硼渣，这些脱氧剂夺取氧把金属还原出来，生成物上浮成渣排去，并通过光谱分析仪以 及密度检测仪获得夹杂物的质量份； (4) 重复步骤（3)，直到金属液中含有的夹杂物的质量份已无明显降低或者已经达到最 低； (5) 将金属液浇注于模具中，形成铸锭，浇铸温度为1400-1450°C ; (6) 落砂清理：等到步骤（5)中的铸锭冷却至40(T500°C时，先使铸锭与砂箱分离，然后 使其与型砂分离；然后除浇、冒口，清除残余的芯砂，去除铸锭表面的粘砂、飞边毛刺、氧化 皮； (7) 将步骤（6)的铸锭锯切、锻造，金加工得到芯棒；锻造的温度为1150-1180°C ; (8) 将步骤（7)的芯棒进行热处理：将芯棒放入电炉中，按照不高于72°C /h的速度升 温至800-85(TC，保温4-5h，炉冷至室温；再按照不高于88°C /h升温至980-102(TC，保温 3. 5-4h后出炉，在55-70°C的水中淬火至270-350°C;返回电炉中升温至625-635°C，进行低 温回火处理，保温2h后，出炉空冷。
【文档编号】C22C30/00GK104152809SQ201410337992
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】马中亮, 于兴仁 申请人:江苏南山冶金机械制造有限公司