[发明专利]一种采用模锻工艺加工高镍合金工件的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及模锻加工技术领域，尤其是一种采用模锻工艺加工高镍合金工件的方法。

背景技术

高镍合金作为一种特种金属材料在许多机械上得到了应用，高镍合金主要合金元素是铬、钼、钨，还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外，其抗氧化、耐磨蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件，高氧化、高腐蚀环境下使用的耐蚀零件，由于其卓越的性能被广泛应用于化工、冶金、航空、核工业、海洋环境等，如飞机发动机端盖。由于其生产工艺复杂，对各个工艺环节控制要求非常严格，特别是在锻造环节对锻造工艺要求近乎苛刻，非常难以成型，应用范围虽广但发展受到限制，进步比较缓慢。同时，通过采用铸造成型获得的产品由于在机械性能低、生产效率低、污染严重等方面制约。高镍合金材料的优质性能对产品的生产过程提出了越来越高的要求，由此引导国内外的研究人员不断开发、研究新的生产方式和生产工艺。目前，在国内有几家生产镍合金锻件的厂家，但都是采用国际生产方式，即采用冶炼加自由锻获得毛坏，再进行精加工的方式生产零件。虽然解决了机械性能(内部组织)问题，其存在的问题也是很大，采用自由锻的生产方式导致其材料耗用大，只能进行简单成型，后序加工余量大，导致生产成本居高不下。综上所述背景技术中的加工方法一般采用冶炼、铸锭、自由锻轧、加工成型的方式制造产品，这种加工工艺存在着下列不足：一是原料消耗大，其利用率在50％左右；二是加工难度大生产效率低；三是能源消耗多，加工成本高；四是加工过程中不能改善材料的性能，包括抗拉强度、屈服强度等性能。鉴于背景技术中存在的缺陷，本发明人经过多年探索、试验，终于设计出一种采用模锻工艺加工高镍合金工件的方法，用于解决背景技术中存在的不足。

发明内容

本发明解决其技术问题之一是采用预锻、终锻、多次锻造工艺制作加工高镍合金工件的模具。

本发明解决其技术问题之二是采用模锻工艺加工高镍合金工件的工艺设计。

本发明的技术问题通过以下技术方案得以实现。

一种采用模锻工艺加工高镍合金工件的方法，下料、粗加工、精加工及性能检测等工艺，其特征在于：本发明是通过采用模锻工艺对高镍合金材料的加工，而获得工件，包括模具制造锻造工艺及设备选择；其中：

一、锻造模具的制造：是由预锻、终锻工艺多次锻造来完成的。

(1)模具材料选择钨钼高强度合金；

(2)制作工艺包括下料、加工、热处理、装配；其中，下料、机加工采用常规方法加工；热处理采用淬火和回火工艺；淬火温度为：1100℃～1300℃，保温4小时～6小时；回火温度为：400℃～500℃，保温2小时～3小时后自然降温，至常温即可。热处理设备采用盐溶炉和井式回炉。

二、锻造工艺：

(1)材料选择：镍含量为58％-62％高镍合金；

(2)下料：根据工件重量下料；

(3)装炉加热：将下好的材料装模具中，采用设备进行分级加热。加热过程为：室温-800℃，800℃～1200℃保温25分钟～30分钟后进行锻造，加热设备选择箱式电热炉；

(4)锻造由预锻和终锻工艺完成的，预锻打击两次，锻造温度不低于1000℃；

(5)预锻完成后重新回炉加热至1000℃以上，并保温20-30分钟，然后进行终锻成型；

(6)终锻成型打击两次，锻造温度不低于1000℃，锻造变形量不少于15％并与模具稳合；

(7)锻造后，将工件从上述模具中取出，在盐熔炉中高温固熔处理，处理温度为995℃～1105℃，保温45分钟～60分钟；

(7)采用常规设备进行粗加工或精加工，然后采用超声波探伤、X光探伤等方法对材料进行监测、实验合格即可。

三、设备选择：

本发明中采用无行程死点的摩擦压力机，锻造压力为1600T-2500T。