热锻材的制造方法技术

提供：能够防止双褶状的锻造缺陷的发生的热锻材的制造方法。一种热锻材的制造方法，其是包括热锻工序的热锻材的制造方法，所述热锻工序的上模和下模这两者为Ni基超耐热合金制，且通过在大气中使用所述下模和所述上模挤压热锻用坯料来制成热锻材，其中，所述热锻材的制造方法包括：坯料加热工序，其在加热炉内将所述热锻用坯料加热至1025～1150℃的范围内的加热温度；模具加热工序，其将所述上模和所述下模加热至950～1075℃的范围内的加热温度；以及，输送工序，其通过机械手将所述热锻用坯料从所述加热炉内输送至所述下模上，并且从所述热锻用坯料的加热温度减去所述上模和所述下模的加热温度而得到的值为75℃以上。

Manufacturing method of hot forging material

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热锻材的制造方法
本专利技术涉及使用加热的模具而进行的热锻材的制造方法。
技术介绍
在耐热合金的锻造中，锻造用坯料被加热至规定的温度以降低变形阻力。耐热合金即使在高温下也具有高强度，因此用于其锻造的热锻造用模具需要高温下的高机械强度。另外，在热锻中，热锻用模具的温度与室温为同等程度时，由于散热而导致锻造用坯料的加工性降低，因此，例如Alloy718、Ti合金等难加工性材料的锻造通过同时对坯料和热锻用模具加热而进行。因此，热锻用模具必须在与锻造用坯料的加热温度相同或与其接近的高温下具有高的机械强度。作为满足该要求的热锻用模具，提出了可用于在大气中的模具温度为1000℃以上的热锻的Ni基超耐热合金(例如，参见专利文献1～3)。难加工性材料的热锻适用热模锻造、恒温锻造，所述热模锻造使用加热至与锻造用坯料接近的温度的模具，以例如0.01～0.1/秒左右的应变速度进行锻造，所述恒温锻造通过使用加热至与锻造用坯料等温的模具，从而能够以例如0.001/秒以下的慢于热模锻造的应变速度进行锻造。作为使用专利文献1～3中提出的所述Ni基超耐热合金制的模具在大气中进行的热锻，非专利文献1中示出了恒温锻造的实施例，专利文献4中示出了热模锻造的实施例。通过使热锻材为接近最终形状的形状，能够提高成品率和降低加工费，因此，在锻造用坯料费方面，热锻材中不存在伴随模具的散热而产生的不均匀变形部的恒温锻造是有利的。另一方面，模具的温度越低，模具的高温强度越高，模具寿命提高，因此，在模具费方面，模具温度较低的热模锻造是有利的。若对热锻材的组织产生影响的应变速度等锻造条件在容许范围内，则在热模锻造和恒温锻造的选择中，选择在这些费用的基础上加上取决于诸如设备费、锻造工序数的作业费等的制造费较低的一方。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭62-50429号公报专利文献2：日本特公昭63-21737号公报专利文献3：美国专利第4740354号说明书专利文献4：日本特开平3-174938号公报非专利文献非专利文献1：TransactionsoftheIronandSteelInstituteofJapanVol.28(1988)No.11P.958-964
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献2的实施例中，将作为常规合金而示出的Mar-M200等Ni基合金用于模具时，从模具寿命的方面出发，实机中的难加工性材料的热模锻造中的常规模具的上限温度为900℃左右。由于难加工性材料的常规加热温度为1000～1150℃，因此模具温度比热锻用坯料低100～250℃。为了使热锻材为接近最终形状的形状，模具温度与热锻用坯料的温度差较小是有利的，通过将如专利文献1～3中提出的高温强度优异并在模具耐用寿命方面有利的Ni基超耐热合金应用于热模锻造的模具，可以减小与热锻用坯料的温度差。为了充分获得提高模具温度而带来的效果，此时的模具温度需要为950℃以上。在加热炉内加热的热锻用坯料的表面附近的温度在输送过程中降低。在热锻用坯料与模具加热温度的差较小的情况下，将在输送过程中表面附近温度降低的热锻用坯料载置于下模时，热锻用坯料的表面附近的温度为模具的加热温度以下。以该状态进行热锻时，在热锻中，在与上模和下模(将一对上模和下模记作“模具”)接触的热锻用坯料的上下底面附近，通过模具而加热，由此温度复热，另一方面，未与模具接触的热锻用坯料的侧面保持温度降低的状态。在存在这种温度不均的状态下进行热锻时，由于变形阻力较低的上下底面附近优先变形，从而在热锻材的侧面发生双褶(double-barreling)状的锻造缺陷的可能性变高。需要说明的是，本专利技术中所说的上下底面是指，与热锻用坯料的上模接触的面和与下模接触的面。另外，本专利技术中所说的双褶状的锻造缺陷是指，在对圆柱状的锻造用坯料进行常规的镦锻后的锻造材料的侧面，因热锻用坯料向外周方向以曲面状鼓出而产生的褶部在上下底面附近产生而形成的锻造材料的侧面的楕圆状凹陷。图1中还包括热锻工序，图示出本专利技术中所说的双褶状的锻造缺陷。一般而言，当产生该锻造缺陷时，热锻材中的最终形状以外的切除部分的体积增加，从而成品率降低。上述技术问题特别是在得到大型锻造材料时存在显著的倾向。因此，在将高温强度优异且在模具耐用寿命方面有利的Ni基超耐热合金应用于模具的热模锻造中，需要在变更模具材料的同时，应用不产生双褶状的锻造缺陷的制造方法。为此，作为第1方法，可以通过缩短输送时间来抑制热锻用坯料的表面温度在输送过程中的降低。但是，即使在模具温度900℃以下的常规热模锻造中，也谋求输送时间的缩短。因此，研究除缩短输送时间以外的方法更有效。专利文献4示出了一种热模锻造，其用具有锻造温度以上的熔点的金属材料包覆锻造用坯料进行锻造。若使用该方法，则有可能实施即使在模具温度950℃以上也不会产生双褶状的锻造缺陷的热模锻造。但是，该专利文献4的方法需要对锻造前的热锻用坯料的被覆工序和锻造后的覆膜除去工序，从而生产率降低。在模具温度为950℃以上的热模锻造中，现实是，尚未发现防止双褶状的锻造缺陷的发生而不导致生产率降低的热锻材的制造方法的提出。本专利技术的目的在于提供一种能够防止双褶状的锻造缺陷的发生的热锻材的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人研究了模具温度为950℃以上的热模锻造中的双褶状的锻造缺陷的发生，发现了能够抑制双褶状的锻造缺陷的温度条件，从而完成了本专利技术。即，本专利技术为热锻材的制造方法，其是包括热锻工序的热锻材的制造方法，所述热锻工序的上模和下模这两者为Ni基超耐热合金制，且通过在大气中使用所述下模和所述上模挤压热锻用坯料来制成热锻材，其中，所述热锻材的制造方法包括：坯料加热工序，其在加热炉内将所述热锻用坯料加热至1025～1150℃的范围内的加热温度；模具加热工序，其将所述上模和所述下模加热至950～1075℃的范围内的加热温度；以及，输送工序，其在所述坯料加热工序和所述模具加热工序结束后，通过机械手将所述热锻用坯料从所述加热炉内输送至所述下模上，并且从所述热锻用坯料的加热温度减去所述上模和所述下模的加热温度而得到的值为75℃以上。另外，所述Ni基超耐热合金的组成优选为，以质量％计，W：7.0～15.0％、Mo：2.5～11.0％、Al：5.0～7.5％；作为选择元素的Cr：7.5％以下、Ta：7.0％以下、Ti：7.0％以下、Nb：7.0％以下、Co：15.0％以下、C：0.25％以下、B：0.05％以下、Zr：0.5％以下、Hf：0.5％以下、稀土元素：0.2％以下、Y：0.2％以下、Mg：0.03％以下；余量为Ni和不可避免的杂质。需要说明的是，上述选择元素的含量的下限包含0％。另外，所述热锻用坯料在所述加热炉内被加热至所述加热温度前，优选通过在所述热锻用坯料的表面涂布液体润滑剂来设置润滑包覆。根据本专利技术，能够防止双褶状的锻造缺陷的发生。附图说明图1是示出由热锻产生的双褶状的锻造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热锻材的制造方法，其是包括热锻工序的热锻材的制造方法，所述热锻工序的上模和下模这两者为Ni基超耐热合金制，且通过在大气中使用所述下模和所述上模挤压热锻用坯料来制成热锻材，其特征在于，所述热锻材的制造方法包括：/n坯料加热工序，其在加热炉内将所述热锻用坯料加热至1025～1150℃的范围内的加热温度；/n模具加热工序，其将所述上模和所述下模加热至950～1075℃的范围内的加热温度；以及，/n输送工序，其在所述坯料加热工序和所述模具加热工序结束后，通过机械手将所述热锻用坯料输送至所述下模上，/n从所述热锻用坯料的加热温度减去所述上模和所述下模的加热温度而得到的值为75℃以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1901141.一种热锻材的制造方法，其是包括热锻工序的热锻材的制造方法，所述热锻工序的上模和下模这两者为Ni基超耐热合金制，且通过在大气中使用所述下模和所述上模挤压热锻用坯料来制成热锻材，其特征在于，所述热锻材的制造方法包括：
坯料加热工序，其在加热炉内将所述热锻用坯料加热至1025～1150℃的范围内的加热温度；
模具加热工序，其将所述上模和所述下模加热至950～1075℃的范围内的加热温度；以及，
输送工序，其在所述坯料加热工序和所述模具加热工序结束后，通过机械手将所述热锻用坯料输送至所述下模上，
从所述热锻用坯料的加热温度减去所述上模和所述下模的加热温度而得到的值为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木翔悟，上野友典，小林信一，高桥正一，松井孝宪，
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