Ni基超耐热合金的制造方法技术

本发明专利技术提供一种即便在加热至热锻温度之后，也可以均匀地维持玻璃润滑剂的包覆的Ni基超耐热合金的制造方法。一种Ni基超耐热合金的制造方法，其为用润滑剂包覆由Ni基超耐热合金而成的锻造原材料，并对前述锻造原材料进行热锻的Ni基超耐热合金的制造方法，其特征在于，包括：在前述锻造原材料上预先生成膜厚0.5～50μm的Cr氧化覆膜而制成预氧化材料的预氧化工序，在前述预氧化材料上用以硼硅酸玻璃为主成分的玻璃润滑剂包覆而制成被锻造材的润滑剂包覆工序，和对前述被锻造材进行热锻而制成热锻材的热锻工序。

Method for producing Ni based super heat resistant alloy

The invention provides a method for manufacturing a Ni based super heat resistant alloy, which can be used for maintaining the glass lubricant even after being heated to a hot forging temperature. A method for manufacturing a Ni base superalloy, which is coated by Ni forging material based superalloys and lubricants, method for manufacturing Ni based on the hot forging and forging of raw materials of superalloys, characterized in that: the raw materials include forging pre forming film Mr. 0.5 ~ Cr thick oxide film 50 m made of pre oxidation material pre oxidation stage, and is made of coated material coated with lubricant forging process of glass lubricant to borosilicate glass as the main component in the pre oxidation material, and hot forging processes on the forging material for hot forging and hot forging. Material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及Ni基超耐热合金的制造方法。
技术介绍
航空器、发电用涡轮构件使用以耐腐蚀性、高温强度优异的718合金为代表的Ni基超耐热合金。对于制成前述的航空器、发电用涡轮构件的超耐热合金，通过热锻与热处理来调整晶粒和析出强化相的尺寸而得到优异的高温强度。其中，例如，透平轮盘为大型且复杂形状的旋转体，而且作为强度特性特别重视疲劳强度。因此，热锻工序中，需要边以近终形的模锻确保大型制品的形状边在内质面形成微细晶粒。晶粒的微细化通过在钉扎颗粒析出的温度区域充分地促进再结晶而达成。因此，在大型旋转构件的模锻中，为了兼具形状和品质两者，需要非常大的成形负载，现实中在压制负载能力上存在极限。因此，在热锻时对于锻造原材料进行润滑剂的涂布。作为润滑剂的主要效果，在热锻时以保持适当的粘度的状态在锻造原材料上形成连续的润滑覆膜，具有降低锻造原材料与模具的摩擦的作用。为了在压制负载能力的范围内制造大型锻造品，负担成形负载的降低的润滑剂的作用是重要的。作为使用该润滑剂的利用热的锻造方法的专利技术，例如，有日本特开平6-254648号公报(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-254648号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题前述专利文献1中记载的专利技术以1100～1200℃的温度范围、且低应变速度而成形的恒温锻造中，使用石墨系的润滑剂，从而在防止模具的氧化腐蚀的观点上优异。然而，抑制模具成本的通常模锻中，使用成形负载的降低效果更大的玻璃润滑。用玻璃润滑剂包覆锻造原材料的情况，例如，期望利用喷射、刷涂、浸渍而均匀地涂布的玻璃润滑剂维持均匀的厚度并直接供于热锻，在升温至热锻温度之后，存在包覆的玻璃润滑剂部分地被凹陷(日文：弾かれる)的问题。玻璃润滑剂的厚度变得不均匀时，玻璃润滑覆膜凹陷的部分中，被加工材料和模具的摩擦增加，进而，导致成形负载的增加。玻璃润滑剂除了具有降低锻造原材料与模具的摩擦之外，还具有保温的功能，因此在锻造原材料上涂布的玻璃润滑剂部分未浸润的情况下，还存在在锻造中在被加工材料上产生温度不均，成形变得不均匀的问题。本专利技术的目的在于提供即便在加热至热锻温度之后，也可以均匀地维持玻璃润滑剂的包覆的Ni基超耐热合金的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术是鉴于上述的问题而成的。即本专利技术为用润滑剂包覆由Ni基超耐热合金形成的锻造原材料，对前述锻造原材料进行热锻的方法，所述Ni基超耐热合金的制造方法包括如下工序：在前述锻造原材料上预先生成膜厚0.5～50μm的Cr氧化覆膜的预氧化工序，在前述预氧化工序后的前述锻造原材料上包覆以硼硅酸玻璃为主成分的玻璃润滑剂的润滑剂包覆工序，和对前述润滑剂包覆工序后的锻造原材料进行热锻的热锻工序。专利技术的效果根据本专利技术，即便在加热至热锻温度之后，也可以均匀地维持玻璃润滑剂的包覆。因此，例如，即便为大型且复杂的制品，也可以以低负载对近终形的锻造品进行热锻。附图说明图1为显示玻璃润滑剂的浸润性的不同的外观照片图2为基板与玻璃润滑剂的界面组织(反射电子图像与元素扫描图像)具体实施方式以下对本专利技术进行详细地说明。首先，本专利技术中所述“Ni基超耐热合金”是指以质量％计必须含有50％以上的Ni以及10％以上的Cr，进而，例如含有Co、Al、Ti、Nb、Mo、W等强化元素的奥氏体系的耐热合金。Ni基超耐热合金的特征在于，耐受在高温环境下的使用，因此除了高耐氧化性之外，通过母相的固溶强化与Gammaprime(γ’相)、Gammadoubleprime(γ”相)等的析出强化而显示出高的高温强度。此外，作为使用的锻造原材料，例如，有圆柱状钢坯、具有环形状的中间原材料，供于热锻的热锻品等，没有特别限制。此外，使用的锻造原材料为了去除在表面残留的油、异物优选通过表面研削、喷丸、喷砂等喷射处理等表面研磨来使表面洁净化。需要说明的是，本专利技术中所谓“热锻”中包括恒温锻造、热模锻造。＜预氧化工序＞本专利技术中，在上述的锻造原材料上进行预氧化。由预氧化而生成Cr氧化覆膜的目的是为了提高与以后述的硼硅酸玻璃为主成分的玻璃润滑剂的浸润性。即，预先在锻造原材料上生成与玻璃润滑剂的浸润性良好的氧化覆膜，从而使在后面进行的向热锻温度的升温时可以在锻造原材料进行均匀的玻璃润滑剂的包覆。此外，生成的Cr氧化覆膜的厚度需要为0.5～50μm。Cr氧化覆膜的厚度不足0.5μm时，从Cr氧化覆膜向玻璃润滑剂的氧供给不足使浸润性降低。另一方面，Cr氧化覆膜即便超过50μm较厚地生成，不仅不能期待与玻璃润滑剂的浸润性进一步提高，而且非必要地延长预氧化覆膜形成时的加热保持，因此在经济上是不利的。对于该预氧化工序，在900℃～热锻温度的温度范围进行而使Cr氧化覆膜在锻造原材料表层连续而整面地形成即可。不足900℃时，具有在锻造原材料表面难以生成均匀的Cr氧化覆膜的情况。另一方面，预氧化工序的上限温度为热锻温度。热锻温度根据锻造原材料的种类、作为目标的晶粒尺寸而不同，例如在718合金的情况下，为950～1050℃。预氧化工序的温度超过热锻温度时，在预氧化处理中，担心锻造原材料的晶粒粗大化，因此不优选。此外，处理时间若为1～10小时则是充分的。该预氧化在包覆有玻璃润滑剂的锻造原材料的锻造前加热中，对于在升温过程中生成的玻璃润滑剂的浸润不良也存在抑制效果。在以下说明其理由。在锻造前加热的升温中，极力降低锻造原材料内外的温度不均的情况，对于显微组织的均匀性、进而机械性质的可靠性确保而言是极其重要的。因此，为了担保即将锻造之前的锻造原材料内外的显微组织的均匀性，采用边在低于锻造温度的温度下保持边阶段性地升温的方法。虽然由阶段性的升温而缓慢地形成Cr氧化物，但另一方面，锻造原材料与玻璃润滑剂的粘接也开始，因此若Cr氧化物的形成进行的不充分则引起玻璃的浸润不良。既然引起浸润不良的部分的玻璃凹陷，因此玻璃未广泛浸润。因此，在锻造前的加热工序中，为了兼具使锻造原材料内外的温度不均降低和良好的玻璃的浸润性，预先形成Cr氧化物的预氧化是有效的手段。作为其它的效果，粘接是Cr、硼硅酸玻璃、氧的反应，因此氧浓度高的大气气氛中的加热时，玻璃容易对锻造原材料浸润。然而，通常所使用的加热炉的气氛为以例如天然气、重油为燃料的氧浓度低的气氛。此时，自炉内的氧的供给少，因此Cr与玻璃的粘接不充分。即、玻璃部分未浸润。因此，为了补充自炉内侵入到玻璃的氧的供给不足，在锻造原材料上包覆玻璃之前，对锻造原材料预先实施预氧化，在锻造原材料的表层形成Cr氧化物的方法是有效的。＜玻璃润滑剂＞对于玻璃润滑剂，例如，为了由模锻而达成晶粒微细化，必然需要高的成形负载。因此，为了在压制负载能力的范围内进行锻造，通过润滑剂而降低锻造原材料与模具的摩擦力是重要的。其中，即便在热锻中所使用的模具超过500℃的温度下也得到足够的润滑效果的玻璃润滑是有效的，特别是，以耐热性优异的硼硅酸为主成分的玻璃润滑剂是适宜的。在本专利技术中，“以硼硅酸玻璃为主成分的玻璃润滑剂”是指以质量％计含有70％以上的SiO2、10％以上的B2O3的玻璃润滑剂。需要说明的是，形成玻璃的氧化物中的氧以交联氧的方式而构成，因此键合能高，即便在高温下也稳定且粘度高，因此仅是形成玻璃的氧化物而不具有作为润滑剂的功能。因此，添加作为中间氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ni基超耐热合金的制造方法，其为用润滑剂包覆由Ni基超耐热合金形成的锻造原材料，对前述锻造原材料进行热锻的方法，其特征在于，所述Ni基超耐热合金的制造方法包括：在前述锻造原材料上预先生成膜厚0.5～50μm的Cr氧化覆膜的预氧化工序，用以硼硅酸玻璃为主成分的玻璃润滑剂包覆前述预氧化工序后的前述锻造原材料的润滑剂包覆工序，和对前述润滑剂包覆工序后的锻造原材料进行热锻的热锻工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 JP 2014-1993061.一种Ni基超耐热合金的制造方法，其为用润滑剂包覆由Ni基超耐热合金形成的锻造原材料，对前述锻造原材料进行热锻的方法，其特征在于，所述Ni基...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木宙也，上野友典，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP