專利名稱：高合金無縫變形管材加工技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了無縫變形管材全新的加工成形技術(shù)。
各類無縫變形高合金管材在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中有著重要的作用。它的制作工藝流程一般為(1)將合金鑄錠鍛軋成棒；(2)將車削后的棒材通過熱穿孔或熱擠壓制成空心管坯；(3)將管坯通過冷軋或冷拔工藝制成成品管材。
用該種方法生產(chǎn)某些合金化程度較高的無縫合金管材時(shí)，由于合金含量高，變形抗力大，熱加工溫度區(qū)間窄，制作荒管很困難，甚至不可能。即便制作出荒管，其成材率低，生產(chǎn)成本非常高。
本發(fā)明的目的在于提供一種無縫變形合金管材的加工成型技術(shù)，其適用面廣，且工藝流程短，生產(chǎn)效率高，材料利用率高，從而大幅度降低管材的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供了一種高合金無縫變形管材的加工技術(shù)，系將管坯通過冷軋或冷拔工藝制成成品管材，其特征在于用電磁離心鑄造的方法制作管坯。
本發(fā)明提供了全新的變形無縫管材加工技術(shù)，利用電磁離心鑄造空心管坯軋制生產(chǎn)無縫合金管材。普通鑄造或一般離心鑄造方法鑄造出的空心管坯，其結(jié)晶組織粗大，塑性差，無法進(jìn)行冷變形。電磁離心鑄造技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種新型鑄造技術(shù)，該技術(shù)是在傳統(tǒng)的離心鑄造技術(shù)基礎(chǔ)上，通過在離心機(jī)上施加一定強(qiáng)度的電磁場，對(duì)合金的凝固過程進(jìn)行控制，從而使得離心鑄管組織從原來幾乎穿透管壁的徑向柱狀晶變?yōu)榕c徑向成一定角度傾斜的細(xì)小柱狀晶或全部變?yōu)榈容S晶，例如，HK40結(jié)晶組織隨磁場強(qiáng)度的變化如

圖1所示。這種改善了的組織的塑性有一定程度的提高。本發(fā)明就是利用電磁離心鑄造這一特性，針對(duì)不同的合金，調(diào)整電磁離心鑄造工藝參數(shù)，獲得塑性最佳的鑄態(tài)組織，然后通過合理的加工工藝和熱處理工藝，把鑄態(tài)組織順利過渡到變形態(tài)組織。
本發(fā)明可廣泛用于鐵基、鎳基、鈦基等難變形合金無縫管材或異型管材的加工成型，其特點(diǎn)是(1)電磁離心鑄管，機(jī)加工清理表面后可直接進(jìn)行冷軋、冷擠壓、熱擠壓或靜液擠壓等工藝成形。所以工藝流程短，生產(chǎn)效率高；
(2)材料利用率高；(3)可以大幅度降低無縫管材的生產(chǎn)成本。
下面通過很難進(jìn)行熱穿孔的0Cr17Mn14Mo2N合金來說明本發(fā)明。
圖1為離心鑄造HK40結(jié)晶組織隨電磁場強(qiáng)度的變化。
圖2為原始鑄坯和車后鑄坯實(shí)物照片。
圖3為管坯第一次變形后實(shí)物照片。
圖4為管坯第二次變形后實(shí)物照片。
圖5為管坯第三次變形后實(shí)物照片。
圖6為新方法制作的0Cr17Mn14Mo2N無縫管材顯微組織(×400)。
(1)電磁離心鑄造空心管坯，材料0Cr17Mn14Mo2N，尺寸φ75mm×14mm×300mm。
(2)內(nèi)外表面車光，目的是去除表面氧化皮和表面鑄造缺陷，為冷軋作準(zhǔn)備，車后管坯具體尺寸為φ67mm×8.5mm×225mm，如圖2。
(3)在LG55軋機(jī)上軋成φ57.7mm×6.25mm×340mm，如圖3，延伸系數(shù)μ=1.56，冷軋變形量ε=35.9％。這是鑄坯第一次變形，變形量不宜過大，變形速率不宜過高，該次變形要不超過塑性極限，又要為再結(jié)晶儲(chǔ)備足夠的畸變能。把鑄態(tài)組織過渡到變形態(tài)組織之后各道次變形就容易了。
(4)1100℃保溫20分鐘，水淬。固溶處理的目的是消除鑄態(tài)組織，獲得新的再結(jié)晶組織。消除加工硬化，為下道次冷軋作準(zhǔn)備。熱處理后，管坯表面噴砂去氧化皮。
(5)第二次冷軋仍在LG55兩輥軋機(jī)上進(jìn)行，軋前坯料尺寸φ57.5mm×6.2mm×143mm，軋后為φ47mm×3.8mm×276mm，如圖4，延伸系數(shù)μ=1.98,冷軋變形量ε=49.6％。兩道次積累延伸系數(shù)達(dá)μ=3.1，總的冷軋變形量ε=67.7％。
(6)對(duì)第二次冷軋后的管料進(jìn)行固溶處理，噴砂后，進(jìn)行下一道次軋制。軋前尺寸為φ47mm×3.7mm×228mm，軋后尺寸為φ37.3mm×2.0mm×513mm，如圖5，本道次延伸系數(shù)μ=2.33，冷軋變形量ε=57.1％。用這種方法生產(chǎn)的0Cr17Mn14Mo2N無縫管材金相組織如圖6所示。
權(quán)利要求
1．一種高合金無縫變形管材的加工技術(shù)，系將管坯通過冷軋或冷撥工藝制成成品管材，其特征在于用電磁離心鑄造的方法制作管坯。
全文摘要
一種高合金無縫變形管材的加工技術(shù),系將管坯通過冷軋或冷拔工藝制成成品管材,其特征在于:用電磁離心鑄造的方法制作管坯。本發(fā)明利用電磁離心鑄管,機(jī)加工清理表面后可直接進(jìn)行冷軋、冷擠壓、熱擠壓或靜液擠壓等工藝成形。所以工藝流程短,生產(chǎn)效率高;材料利用率高;可以大幅度降低無縫管材的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B22D13/00GK1214976SQ97119079
公開日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1997年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月22日
發(fā)明者楊柯, 韓維新, 楊院生, 李純志 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所