[发明专利]一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温合金丝材制备技术领域，具体涉及一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法。 

背景技术

镍基变形高温合金Inconel718(国标GH4169)在-253℃～650℃之间具有高的抗拉强度、屈服强度、持久强度和塑性，同时具有良好的抗腐蚀、抗辐照、热加工及焊接性能，因而成为航空、航天、核能和石化等领域广泛使用的关键材料。 

Inconel718合金丝是一种高性能的高温合金产品，主要用于制作核燃料组件压紧弹簧及其相关组件弹簧，属于核电工程重要零部件材料。Inconel718合金丝在后续的弹簧制备过程中需要进行冷卷加工，为满足弹簧的加工和使用要求，对Inconel718合金丝的晶粒度﹑机械性能和表面质量等提出了严格的要求。当丝材冷拉加工过程不当时会使丝材产品强度无法满足制作核电弹簧的要求，因此Inconel718合金弹簧丝的加工制备方法和工艺要求较高。 

Inconel718合金是一种冷作硬化快且难变形高温合金。传统的Inconel718合金丝制备大多采用多道次固定模拉拔并配以中间固溶热处理的工艺方法。使用固定模模拉拔时，丝材和模具表面滑动摩擦力大，丝材通过模具口后表面温度升高后又急速冷却，使得丝材表面加工硬化严重，导致丝材表面硬度与中心硬度相差大，从而使后续拉拔难以进行且容易断丝。在传统固定模具拉拔时，为保证丝材的顺利拉拔，生产中采用小加工率多道次拉拔，并且在拉拔过程中必须使用润滑粉润滑。为增强丝材的带粉效果，丝材拉拔前需增加剥壳、酸洗、磷化、硼化、皂化、烘干等多层 辅助工序对丝材表面进行特殊处理。由此可见，传统的Inconel718合金丝材制备方法具有工艺复杂、道次加工率小、生产效率低、丝材组织不均匀和生产环境差等缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、易于实现、生产效率高而且对环境污染少的镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法。采用该方法制备的Inconel718弹簧丝的尺寸精度高、表面质量好、组织均匀、机械性能优良，该方法可广泛应用于变形镍基高温合金丝材加工行业。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

步骤一、对直径为12.0mm～14.0mm的镍基高温合金Inconel718棒材进行辊模拉拔，得到丝材坯料；所述辊模拉拔的总加工率为35％～50％； 

步骤二、将步骤一中所述丝材坯料置于电阻炉中进行固溶热处理，然后对固溶热处理后的丝材坯料进行淬水处理，再对淬水处理后的丝材坯料进行酸洗处理； 

步骤三、对步骤二中经酸洗处理后的丝材坯料重复步骤一和步骤二0～4次，然后进行总加工率≥25％的辊模拉拔，再进行电加热张力矫直； 

步骤四、将步骤三中经电加热张力矫直后的丝材坯料在无心磨床上进行磨削加工，得到直径为4.0mm～8.5mm的Inconel718弹簧丝。 

上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤一中所述辊模拉拔的总加工率为40％～45％。 

上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤二中所述固溶热处理的温度为960℃～970℃，固溶热处理的保温时间为40min～60min。 

上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤二中所 述酸洗处理的方法为：将淬水处理后的丝材坯料置于酸洗液中浸泡15min～20min，取出用水冲洗后晾干，其中酸洗液由HNO₃、HF和H₂O按照4:2:4的体积比混合制成。 

上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤三中所述辊模拉拔的总加工率为30％～35％。 

上述的一种镍基高温合金Inconel718弹簧丝的制备方法，步骤三中所述电加热张力矫直的温度为920℃～930℃，矫直张力为1300N～1600N。 

本发明与现有技术相比具有以下优点： 

1、本发明采用丝材辊模拉拔工艺取代传统的固定模拉拔工艺，可以简化传统固定模拔工艺中丝材表面的润滑预处理工序和拉拔后润滑层的酸碱洗工序，因此减少生产工序，提高生产效率，并避免丝材化学预处理和酸碱洗工序对环境的污染。但由于辊模拉拔工艺生产的丝材表面质量、尺寸精度和椭圆度等较差，因此，本发明最后采用磨削工艺对丝材产品表面、尺寸和椭圆度进行精整。