一种UNSNO6690合金管的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种UNSNO6690合金管的离心铸造工艺，以金属铬、金属镍、Q235钢、硅铁和锰铁等为原料，通过工艺条件和参数的合理选择，该方法可制备出质量优良的UNS NO6690合金管，所得合金管具有优异的外观和力学性能，能够替代目前市场上的UNS NO6690轧制管，可大大节约产品进口成本和采购周期，有利于UNS NO6690合金管的推广应用。

A manufacturing method of UNSNO6690 alloy tube

The invention relates to a centrifugal casting process of UNSNO6690 alloy tube, which is made of metal chromium, metal nickel, Q235 steel, ferrosilicon and ferromanganese. Through the reasonable selection of technological conditions and parameters, the method can produce excellent UNS NO6690 alloy tubes. The alloy tubes have excellent appearance and mechanical properties, and can be replaced by the alloy tubes. The UNS NO6690 rolling pipe on the market can save the cost and purchase cycle of the products, and is conducive to the popularization and application of the UNS NO6690 alloy pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种UNSNO6690合金管的制造方法
本专利技术属于合金材料
，具体涉及一种UNSNO6690合金管的离心铸造方法。
技术介绍
UNSNO6690合金是一种典型的镍基合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能，广泛应用于钛白粉、石化、核电等领域。然而源于其合金材质特性，UNSNO6690合金管现阶段只能由轧制工艺加工而成。目前，材质优良的UNSNO6690合金管主要来自于进口，其价格昂贵，采购周期长，这些因素严重影响了UNSNO6690合金管的推广应用。离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的模筒里，在离心力作用下填充模筒并固定成型的铸造方法。该方法有利于提高铸件晶粒度及其相关力学性能，是一种优异的金属构件铸造工艺。但是对UNSNO6690合金而言，其合金液体流动性差，不易成型，因此利用离心铸造工艺制造高质量的产品存在难度。有关UNSNO6690合金的离心铸造技术至今未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种UNSNO6690合金管的离心铸造工艺，通过工艺条件和参数的合理选择，该方法制备的产品具有优异的物理和应用性能，可代替UNSNO6690轧制管，可大大节约成本和采购周期。本专利技术采用中频电炉冶炼技术，具体采用如下技术方案。一种UNSNO6690合金管的离心铸造方法，包括以下步骤：（1）以金属铬、金属镍、Q235钢、硅铁和锰铁为原料，根据ASMESB564UNSNO6690标准比例进行称量配比以备用；（2）将原料和离心铸造用金属模筒在250℃左右烘烤半小时以上，去除吸附的水分；（3）将金属镍、金属铬和Q235钢加入中频电炉熔炼，待温度达到1650～1670℃时出炉，然后加入硅铁和锰铁，得到合金液体；（4）待合金液体冷却至1610～1630℃时，将其倒入转速为400～500r/min的模筒；合金液体完全浇入后，在30s内将转速匀速升至1600～1650r/min，并在该转速保持15分钟；随后使用循环水对模筒外表面进行降温，并在40s内匀速降至800～1000r/min，保持该转速5分钟，再在20s内降至300～500r/min，保持该转速5分钟，接着将转速缓慢降至0；（5）待温度冷却至50℃以下，将模筒吊出，随后将成形的合金管段从模筒内取出，并对管段内外表面进行机加工，得到UNSNO6690合金管成品。上述离心铸造方法中，原料镍符合GB/6516《电解镍》标准要求，原料铬符合GB3211《金属铬》的要求，原料Q235B符合GB/T700-2006的要求，原料硅铁符合GB/T2272-2009的要求，原料锰铁符合GB/T3795-2006的要求。步骤（2）中，所述金属模筒的骑乘角为89～110°，内孔尺寸为OD+4mm（OD表示合金管产品外径）。金属模筒内壁预先喷刷有涂料，用于降低模筒所受的热冲击和调节系统的冷却速度，并且管段冷却后易于从筒内拔出。涂层厚度通常为0.8～1mm，可用涂料种类对本领域技术人员而言是容易确认的，本专利技术中，优选使用由30重量％硅藻土、15重量%硅微粉、5.0重量％钠基膨润土和50重量％水组成的涂料组合物。步骤（3）中，因为硅、锰等元素易烧损，因此采用分步混合，将上述原料在浇注前加入。整个原料的熔炼和混合过程可以使用直读光谱仪对试样包进行化学成分分析，以确保化学成分达标。可采用本领域熟悉且公知的方法监控熔炼温度，如使用接触式热电偶测温。步骤（4）中，可采用本领域熟悉且公知的方法测定合金液体温度，如采用红外线测温仪或接触式热电偶测温等。倒入的合金液体占模筒容积的百分比可根据合金管产品的厚度要求进行相应调整，一般而言，合金液体占模筒容积在20-60%之间，优选30-60%，更优选40-60%，特别优选50-60%。步骤（5）中，合金管段形成后，通过后加工对其形貌和尺寸进行优化。一般而言，适用的加工步骤包括，但不限于，外表面车削、内表面镗孔等。管段内孔和外圆经机加工后，内孔尺寸控制为，外圆尺寸控制为，表面粗糙度不超过3.2μmRa。其中，ID和OD分别表示预设合金管产品的内孔和外圆尺寸大小，其误差数值范围的单位为mm。另外，在知晓本专利技术上述方法的基础上，适用于本专利技术的离心机对本领域技术人员而言是容易确认的，例如，可采用由天水华荣铸造机械有限公司生产的型号为J5216HR的大型离心轧辊机。本专利技术公开的离心铸造方法可制备出质量优良的UNSNO6690合金管，所得合金管具有优异的外观和力学性能，因而能够替代目前市场上的UNSNO6690轧制管，从而大大节约产品进口成本和采购周期，有利于UNSNO6690合金管的推广应用。附图说明图1为实施例中所用模筒的结构示意图。图2为实施例中制得的合金管产品的实物图。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不应将其理解为对本专利技术保护范围的限制。实施例规格为φ273/φ193的UNSNO6690合金管的制备（1）以金属铬、金属镍、Q235钢、硅铁和锰铁为原料，根据ASMESB564UNSNO6690标准比例进行称量配比以备用；（2）将原材料和离心铸造用的金属模筒在250℃下烘烤35min；其中，模筒骑乘角为92°，内孔尺寸φ277mm，且模筒内壁预先喷有均匀的、厚为0.8mm的由30重量％硅藻土、15重量%硅微粉、5.0重量％钠基膨润土和50重量％水组成的涂料。（3）将金属镍、金属铬和Q235B钢放入中频电炉中熔炼，待温度达到1662℃时出炉，加入硅铁和锰铁，得到合金液体。（4）合金液体温度为1620℃时，将其倒入转速为500r/min的模筒（结构可参见图1），合金液体体积占模筒容积的55%左右；倒入合金液体后，在30s内将转速匀速升至1640r/min，在该转速保持15分钟；随后使用循环水对模筒外表面进行降温，并在40s内匀速降至900r/min，保持该转速5分钟；再在20s内降至320r/min，保持该转速5分钟，接着将转速缓慢降至0。（5）待温度冷却至50℃以下，将模筒吊出，然后将成形的合金管段从模筒内取出，并采用外车内镗(即，外表面车削、内表面镗孔)的方法对管段内外表面进行加工，最终得到外圆φ273.2mm和内孔φ192.6mm的成品。性能检测和表征对产品的结构和化学成分进行了测定，并采用气密性试验、水压试验、力学性能试验和渗透探伤对其性能进行测试。（1）形貌图2为上述制备得到的合金管产品的实物图。目测结果表明，合金管成品表面形貌完好，无裂纹、气孔、夹渣、疏松等缺陷。（2）气密性试验试验条件：试验压力为0.5～0.7MPa，稳压时间不低于3min，使用皂类起泡剂，皂类起泡剂中氯离子含量不超过20ppm，不允许有任何型式的渗漏。试验结果：在0.7MPa下，稳压5min，没有发生任何型式的渗漏，符合试验要求。（3）水压试验试验条件：试验压力根据公式P=2St/D计算，其中P为水压试验压力（MPa），S为材料的许用压力（MPa），t为最小壁厚（mm），D为管子外径（mm），稳压时间不少于10min，试验用水应为洁净的饮用水，且温度不低于5℃，水中氯离子含量不超过20ppm，结果不允许有任何型式的泄漏。试验结果：根据公式P=2St/D计算，水压试验压力为37Mpa，稳压时间15分钟，未发生任何型式的渗漏，水压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UNSNO6690合金管的制造方法，包括以下步骤：（1）以金属铬、金属镍、Q235钢、硅铁和锰铁为原料，根据ASME SB564 UNSNO6690标准比例进行称量配比以备用；（2）将原料和离心铸造用金属模筒在250℃左右烘烤半小时以上，去除吸附的水分；（3）将金属镍、金属铬和Q235钢加入中频电炉熔炼，待温度达到1650～1670℃时出炉，然后加入硅铁和锰铁，得到合金液体；（4）待合金液体冷却至1610～1630℃时，将其倒入转速为400～500r/min的模筒；合金液体完全浇入后，在30s内将转速匀速升至1600～1650r/min，并在该转速保持15分钟；随后使用循环水对模筒外表面进行降温，并在40s内匀速降至800～1000r/min，保持该转速5分钟，再在20s内降至300～500r/min，保持该转速5分钟，接着将转速缓慢降至0；（5）待温度冷却至50℃以下，将模筒吊出，随后将成形的合金管段从模筒内取出，并对管段内外表面进行机加工，得到UNSNO6690合金管成品。

【技术特征摘要】
1.一种UNSNO6690合金管的制造方法，包括以下步骤：（1）以金属铬、金属镍、Q235钢、硅铁和锰铁为原料，根据ASMESB564UNSNO6690标准比例进行称量配比以备用；（2）将原料和离心铸造用金属模筒在250℃左右烘烤半小时以上，去除吸附的水分；（3）将金属镍、金属铬和Q235钢加入中频电炉熔炼，待温度达到1650～1670℃时出炉，然后加入硅铁和锰铁，得到合金液体；（4）待合金液体冷却至1610～1630℃时，将其倒入转速为400～500r/min的模筒；合金液体完全浇入后，在30s内将转速匀速升至1600～1650r/min，并在该转速保持15分钟；随后使用循环水对模筒外表面进行降温，并在40s内匀速降至800～1000r/min，保持该转速5分钟，再在20s内降至300～500r/min，保持该转速5分钟，接着将转速缓慢降至0；（5）待温度冷却至50℃以下，将模筒吊出，随后将成形的合金管段从模筒内取出，并对管段内外表面进行机加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泳澎，
申请(专利权)人：李泳澎，
类型：发明
国别省市：江苏,32