一种镍基合金异形自由锻件的成型方法技术

本发明专利技术提供了一种镍基合金异形自由锻件的成型方法，其保证锻件金属流线与最终加工后的产品一致，提高产品结构强度和稳定性。其特征在于：开发出自由锻中小锻件的对应模具，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，之后将圆棒在外部预成型至近成型形状的中间锻件，之后将中间锻件置于模具的内凹腔内进行镦粗和滚圆作业，完成近成型加工。加工。加工。

【技术实现步骤摘要】
一种镍基合金异形自由锻件的成型方法


[0001]本专利技术涉及镍基合金加工的
，具体为一种镍基合金异形自由锻件的成型方法。

技术介绍

[0002]随着社会需求的不断提高和工业技术的发展自八十年代以来由于世界各国在国防、能源、石化及动力等行业的发展与技术进步对钢材性能的要求日益苛刻，为了满足其零部件在高温和强腐蚀的环境下工作的需要，冶金和材料工作者在普通不锈钢的基础上发展了一系列具有较高的热强性和抗氧化性良好的超级奥氏体不锈钢。
[0003]为了进一步提高材料的抗热腐蚀性能、抗氧化性、高温疲劳，当前，国内外开展了大量的研究工作，已研制出多种牌号的铁基和铁镍基耐蚀(高温)合金，其工作温度可达1000℃以上，在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700提高1100℃，平均每年提高10℃左右。时至今日，镍基合金之使用温度已可超过1100℃，从前述最初成份简单之Nimonic75合金，到近期发展出之MA6000合金，在1,100℃时拉伸强度可达2,220MPa、屈服强度为192MPa。
[0004]作为特殊尖端的高合金材料，其在稳定性、成材率和使用寿命上还存在较大的提升空间；现有技术针对镍基合金异型自由锻件的成型，均为相同的操作工艺步骤和对应工艺时间和温度，对于不同成分的镍基合金没有独立的加工成型工艺时间和问题，故使得不同镍基合金的稳定性、成材率和使用寿命没有达到预期。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种镍基合金异形自由锻件的成型方法，其保证锻件金属流线与最终加工后的产品一致，提高产品结构强度和稳定性。
[0006]一种镍基合金异形自由锻件的成型方法，其特征在于：
[0007]开发出自由锻中小锻件的对应模具，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，之后将圆棒在外部预成型至近成型形状的中间锻件，之后将中间锻件置于模具的内凹腔内进行镦粗和滚圆作业，完成近成型加工。
[0008]其进一步特征在于：
[0009]预先根据锻件最终的物理性能，拟定化学成分，之后交钢厂冶炼铸造，其控制镍基合金原材料C、Si、Al、Ti、Nb、V、W、O、N及五害等元素的含量，使材料的锻造热塑性增强，有利于材料成型；
[0010]预成型的中间锻件通过镦粗和滚圆加工成型，圆棒在预成型之前在850℃～1200℃的环境中加热，镦粗滚圆后使得中间锻件的高度大于最终成型锻件的高度、中间锻件的直径小于最终成型的锻件的高度；
[0011]将中间锻件放入模具的内凹腔进行锻造之前，将中间锻件置于850℃～1200℃的环境中加热，同时将预热模具，预热模具温度为250℃～350℃；
[0012]其也适用于铁镍基合金异型自由锻件的成型。
[0013]采用上述技术方案后，根据锻件的形状制造出对应模具，之后将圆棒在外部预成型至近成型形状的中间锻件，将中间锻件置于模具的内凹腔内进行镦粗和滚圆作业，完成近成型加工，降低材料消耗提高材料利用率，其保证锻件金属流线与最终加工后的产品一致，提高产品结构强度和稳定性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的具体实施例一的模具和对应的中间锻件示意图；
[0015]图2为本专利技术的具体实施例二的模具和对应的中间锻件示意图。
具体实施方式
[0016]一种镍基合金异形自由锻件的成型方法：预先根据锻件最终的物理性能，拟定化学成分，之后交钢厂冶炼铸造，其控制镍基合金原材料C、Si、Al、Ti、Nb、V、W、O、N及五害等元素的含量，使材料的锻造热塑性增强，有利于材料成型；
[0017]开发出自由锻中小锻件的对应模具，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，之后将圆棒在外部预成型至近成型形状的中间锻件，之后将中间锻件置于模具的内凹腔内进行镦粗和滚圆作业，完成近成型加工，降低材料消耗提高材料利用率。
[0018]具体实施时，预成型的中间锻件通过镦粗和滚圆加工成型，圆棒在预成型之前在850℃～1200℃的环境中加热，镦粗滚圆后使得中间锻件的高度大于最终成型锻件的高度、中间锻件的直径小于最终成型的锻件的高度；
[0019]将中间锻件放入模具的内凹腔进行锻造之前，将中间锻件置于850℃～1200℃的环境中加热，同时将预热模具，预热模具温度为250℃～350℃。
[0020]镍基和铁镍基耐蚀合金中小锻件的自由锻开发，通过现有自由锻设备，配备简单的工装模具，锻造出接近产品形状尺寸的中小自由锻件,主要有管类、筒类、锥段、盘类、轴类锻件。该系列常见牌号见表1：
[0021]序号牌号序号牌号1N066008N08825 2N066179N08120 3N0662510N04400 4N0669011N010276 5N0708012N08811 6N0771813N088007N08810
ꢀꢀ
[0022]表1镍基铁镍基合金锻件常见牌号
[0023]具体实施例一、一种管类内径异型锻件的加工模具、以及其对应的中间锻件见图1：预先加工的模具的外径为D，中心上部内凹形成Ⅱ区的凹槽，底部中心缩孔形成I区的凹槽，整个模具的总高度为L，Ⅱ区的内径为d2，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，在预成型之前在850℃～1200℃的环境中加热,之后镦粗旋压高度
至H、滚圆Φd1，其中H根据坯料实际情况确定，保证冲孔和拔长比的情况下尽量高，锻前预热工装、上下模，温度250
‑
350℃。过程中出现裂纹及时停止锻造，清伤，宽深比≥6，锻前同时预热中间锻件850℃～1200℃；用Фd1芯轴在上平砧，下V砧上拔长至壁厚～(D
‑
d2)/2,把芯轴收回Ⅱ区；按照体积不变原理，计算Ⅰ区重量然后反推尺寸，实际可按壁厚为(D
‑
d2)/2开始分料,成型尺寸实际要求比Фd2略小，上平下V继续压外圆，Ⅱ区拔长，Ⅰ区缩孔至图示尺寸；如Фd2内孔质量较差，可穿芯棒修整；最后经过精加工修整、成形。
[0024]具体实施例二、一种管类内径异型锻件的加工模具、以及其对应的中间锻件见图2：预先加工的模具的外径为D、高度为H,中心上部内凹形成凹槽，凹槽的高度为h1、内径为d1，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，在预成型之前在850℃～1200℃的环境中加热,之后镦粗旋压高度至(H+h2)、滚圆Φ直径，最后2镦粗道次之间需翻转180
°
，控制进砧量和压下量，h2为高度留的余量，根据实际情况设置，一般为20mm
‑
50mm范围，锻前预热工装、上下模，温度250
‑
350℃。过程中出现裂纹及时停止锻造，清伤，宽深比≥6，锻前同时预热中间锻件850℃～1150℃；将尺寸为Φd1*h1的压凹板置于锻件上，对中，带压凹板镦粗至H。
[0025]其有益效果如下，以近净成型的方式开发出各类合金牌号的自由锻中小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍基合金异形自由锻件的成型方法，其特征在于：开发出自由锻中小锻件的对应模具，根据锻件的体积计算需要圆棒的体积，从长圆棒下切割下对应的圆棒，之后将圆棒在外部预成型至近成型形状的中间锻件，之后将中间锻件置于模具的内凹腔内进行镦粗和滚圆作业，完成近成型加工。2.如权利要求1所述的一种镍基合金异形自由锻件的成型方法，其特征在于：预先根据锻件最终的物理性能，拟定化学成分，之后交钢厂冶炼铸造，其控制镍基合金原材料C、Si、Al、Ti、Nb、V、W、O、N及五害等元素的含量，使材料的锻造热塑性增强，有利于材料成型。3.如权利要求1所述的一种镍基合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞庆，张盛，周利朋，马晗珺，
申请(专利权)人：无锡宏达重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：