一种UNSN06617小口径管材的制造方法与流程

文档序号:20837826发布日期:2020-05-22 17:06阅读:221来源:国知局

本发明涉及特种合金材料的加工及其制造技术领域,具体为一种unsn06617小口径管材的制造方法。



背景技术:

unsn06617/w.nr.2.4663是一种固溶、强化的镍-铬-钴-钼合金并具有出色的综合高温强度和氧化抗力。该合金也在很宽的腐蚀环境内具有耐蚀性,并易于用现有的技术成型和焊接。高镍和铬含量使得合金在各种还原和氧化性环境耐蚀。铝和铬的综合作用提供了合金的高温氧化抗力。钴和钼赋予了合金固溶强化能力。

由于在980℃以上具有综合的高强度和抗氧化能力,unsn06617合金在飞机和陆基燃气轮机上用做导管、燃烧罐和转换衬里方面非常有吸引力。由于它的抗高温腐蚀性能,该合金被用在硝酸生产中的催化栅格支撑、热处理中的吊蓝、钼精炼中的浓缩碟等。

该合金在热腐蚀领域中如硫化环境,尤其是高达1100℃循环的氧化和碳化环境中具有极好的耐腐蚀能力,具有很好的瞬时和长期机械性能。应用于工业和航空汽轮机部件、空气加热器、马弗罐和辐射馆、高温热交换器、阀和弹簧、高温气体冷却核反应堆,如核反应堆高温部件-氦/氦介质热交换器、化工设备、石化工业中的螺旋管和管道等。

unsn06617由于具有非常高的热强度,热加工时需要相当大的加工力,只有通过大型挤压机组(3500t以上)进行生产大口径,目前还没有unsn06617小口径管材的生产方法,unsn06617管材生产过程中,容易因厚壁挤压母管冷轧和冷拔加工无法顺利进行,并且加工道次多,又因unsn06617合金化程度高,冷加工中间过程容易产生横向裂纹,导致管材报废。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种unsn06617小口径管材的制造方法,以解决上述背景技术中提及的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种unsn06617小口径管材的制造方法,包括如下步骤:

(1)真空感应冶炼:将金属铬、金属镍、钼条装入真空感应熔炉,增碳剂随炉加入,抽空至40pa以下,全熔后测温,控制在1560±10℃;第一次精炼温度控制在1540℃±10℃,精炼时间为45min,第一次精炼期末真空度低于5pa;第一次精炼结束加入mo、ce、b、zr,搅拌化清,进行第二次精炼,第二次精炼温度控制在1480℃±10℃,精炼时间为30min,第二次精炼期末真空度低于3pa;取样分析成分,成分合格充ar气25000pa后加入ni-mg,搅拌化清,控制出钢温度1500℃±10℃,不断流浇铸,制得真空感应锭;

(2)电渣重熔:首先对真空真空感应锭进行修磨,清除表面缺陷形成感应电极,然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉,进行电渣重熔,投入的预熔渣系成分包括caf2、al2o3、cao、mgo重熔得到电渣锭;

(4)锻造工艺:对电渣锭进行锻造,第一火次锻造加热温度为1150℃±10℃,开锻温度为1020℃±20℃,终锻温度为850℃以上,锻造每次下压量控制在30-50(mm),锻造得到管坯;

(5)坯料准备:从上述管坯上按规定定尺切取短段,然后采用深孔钻和车床加工出所需尺寸的管状坯料。

(6)热处理工艺:使用120系统感应炉加热管坯,先将感应炉450v加热至1150℃,加入管坯观察并均温20-30s,使用感应炉400v加热至1190℃,加热过程中管坯测温点为1180℃,管坯头尾部温度控制在1200-1220℃之间;

(7)热挤压工艺:对经过热处理工艺的管坯进行热挤压,蓄势罐氮气压力26-26.5mpa,充油压力29-29.5mpa,敦粗压力13±1mpa,突破压力21-23mpa,挤压速度260-300mm/s,形成钢管。

优选的,所述步骤(3)中,在将感应电极与辅助电极焊接之前,对感应电极进行烘烤,烘烤温度600℃,烘烤4h,能够有效防止感应电极受潮,保证电渣重溶工艺的稳定性和质量。

优选的,所述步骤(3)中,预熔渣系配比为caf2:al2o3:cao:mgo=70:15:10:5;重熔电流7200-7800a,电压35-40v,熔速控制在4.3-4.5kg/min。

优选的,所述步骤(3)中,电渣起弧前,先预充ar2,结晶器内氧含量低于1%后开始起弧。

优选的,所述步骤(4)中,锻造采用从中间向端部锻造,每一火次先将一端锻造成型,另一头回炉加热,锻造成型端至于炉外,锻造完毕后两头进行倒角。传统的电渣锭采用从端部向中间的锻造方式,导致电渣锭端部缺陷蔓延导致中心裂纹缺陷产生,增加了报废量,而采用上述锻造方式,可有效避免上述缺点,提高锻造成品率。

优选的,所述步骤(4)中,将电渣锭逐渐锻造为240方、180方、每锻造一个道次均需要2个火次,锻造得到管坯。采用上述多道次、少形变量的锻造工艺,可有效提高锻造成品率,提高晶粒度,降低方坯缺陷率。

优选的,锻造过程中出现缺陷时,停止进一步锻造,将缺陷部位修磨或者切除。

优选的,所述步骤(6)中,管坯头尾部加20mm保温垫,管坯进入感应炉内490mm±5mm位置,测温点位于345mm位置。传统管状坯料在热处理时,其头尾部的温度较低,容易发黑变色,造成闷车,易产生裂纹。本发明在管状坯料头尾部加上保温垫,能够有效保证管状坯料头尾部的温度,防止发黑和产生裂纹,保证了热挤压的正常进行,有效提高了成材率。

优选的,所述步骤(7)中,形成钢管之前还包括玻璃粉润滑工艺,制垫粉采用ykgl-504,内涂粉采用ykgl-505,外铺粉采用ykgl-507。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:采用热挤压工艺可生产小口径的unsn06617管材,荒管成材率约为73%,对目前unsn06617小口径管材的生产方式进行了突破,产品成材率高、生产成本低,生产周期短。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

生产unsn06617管材。其工艺流程为:真空感应冶炼→电渣重熔→锻造开坯→管状坯料准备→热处理→热挤压→润滑→检验。

1、真空感应冶炼:将金属铬、金属镍、钼条装入真空感应熔炉,增碳剂随炉加入,抽空至40pa以下;第一次精炼温度控制在1560℃±10℃,精炼时间为45min,第一次精炼期末真空度低于5pa;第一次精炼结束加入mo、co、b、zr,搅拌化清,进行第二次精炼,第二次精炼温度控制在1480℃±10℃,精炼时间为30min,第二次精炼期末真空度低于3pa;取样分析成分,如需补料,按第二次精炼操作,成分合格充ar气25000pa后加入ni-mg,搅拌化清,控制出钢温度1500℃±10℃,钢水成分为:c%:0.08,mn%:0.21,fe%:1.86,s%:0.012,cr%:22.21,al%:1.21,mo%:9.12,co%:12.35,ni%:52.95,不断流浇注,浇铸制得真空感应锭,该真空感应锭为重约1653kg;

2、电渣重熔:首先对真空感应锭进行修磨,清除表面缺陷形成感应电极,然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉,使用预熔渣系配比caf2:al2o3:cao:mgo=70:15:10:5进行电渣重熔,采用固渣起弧方式,电渣起弧前,先预充ar2,结晶器内氧含量低于1%后开始起弧,重熔电流7200-7800a,电压35-40v,熔速控制在4.3-4.5kg/min,得到约1473kg电渣锭,经电渣后主要成分为:c%:0.08,mn%:0.21,fe%:1.86,s%:0.012,cr%:22.21,al%:1.21,mo%:9.12,co%:12.35,ni%:52.95。

3、锻造工艺:对电渣锭进行锻造,第一火次锻造加热温度为1160℃±10℃,开锻温度为1040℃±20℃,终锻温度为900℃以上,锻造每次下压量控制在20-40(mm),锻造采用从中间向端部锻造,每一火次先将一端锻造成型,另一头回炉加热,锻造成型端至于炉外,锻造完毕后两头进行倒角,方便后续轧钢。将电渣锭逐渐锻造为240方、180方、每锻造一个道次均需要2个火次,锻造得到管坯。

4、坯料准备:从上述管坯上按规定定尺切取短段,然后采用深孔钻和车床加工出所需尺寸的管状坯料。管状坯料外径为118±0.5mm,长度为300-320mm,通孔直径40mm。

5、热处理工艺:使用电阻炉将管状坯料预热至1050℃,使用120系统感应炉加热管坯,先将感应炉450v加热至1150℃,加入管坯观察并均温20-30s,管坯头尾部加20mm保温垫,管坯进入感应炉内490mm±5mm位置,测温点位于345mm位置,使用感应炉400v加热至1190℃,加热过程中管坯测温点为1180℃,管坯头尾部温度控制在1200-1220℃之间。

6、热挤压工艺:对经过热处理工艺的管坯进行热挤压,蓄势罐氮气压力26-26.5mpa,充油压力29-29.5mpa,敦粗压力13±1mpa,突破压力21-23mpa,挤压速度260-300mm/s,形成钢管。

7、玻璃粉润滑工艺:制垫粉采用ykgl-504,内涂粉采用ykgl-505,外铺粉采用ykgl-507进行润滑。

最后得到unsn06617钢管,小批量生产钢管产品性能结果如下:

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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