專利名稱：一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬加工工藝，尤其涉及一種氣閥合金的冷拉拔加工工藝。
背景技術(shù)：
高參數(shù)內(nèi)燃機用鎳基氣閥合金NCF751是以Al、Ti、Nb時效沉積硬化形成的 鎳基變形高溫合金，類似牌號的鎳基氣閥合金還有Income 1751、國內(nèi)GH4145、德國 NiCrl5Fe7TiA、法國NC15FeTNbA、日本NCF750B。該合金具有較好的高溫強度、抗
蠕變性能、持久強度和抗應(yīng)力腐蝕性能，主要用于高功率內(nèi)燃機的排氣閥，其性能遠遠 優(yōu)于一般的氣閥鋼。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，汽車、摩托車、拖拉機、船艦、內(nèi)燃機 車、坦克、石油鉆機、工程機械、移動電站等許多行業(yè)對這種合金的需求量都在逐年增 加，但是目前我國國內(nèi)的鎳基氣閥合金NCF751供材質(zhì)量很不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為混晶、硬 度等力學(xué)性能不合格。目前發(fā)達國家多采用熱擠壓設(shè)備通過擠壓生產(chǎn)鎳基氣閥合金。該生產(chǎn)方式效率 高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但是相應(yīng)裝備的投資費用也很高，目前不適合在我國進行大規(guī)模的 推廣應(yīng)用。而目前我國多采用的生產(chǎn)方法是原材料準備一真空感應(yīng)爐冶煉澆注。360_ 電極一精整一電渣爐重熔0 500_電渣錠一徑鍛開坯一探傷精整一連軋機定徑熱軋盤圓 —矯直磨光。在實際生產(chǎn)中使用該方法生產(chǎn)規(guī)格小于①10mm的NCF751氣閥合金產(chǎn)品 時，熱軋盤卷在標準熱處理后經(jīng)常出現(xiàn)晶粒不均勻的質(zhì)量問題。原因是NCF751合金盤 圓熱軋加工變形量大，合金熱軋態(tài)晶粒內(nèi)部的儲存能不均勻，試樣經(jīng)熱處理后，晶?；?復(fù)不一致，特別是盤圓直徑外側(cè)的晶粒容易出現(xiàn)粗大。圖1所示的就是使用現(xiàn)有工藝生 產(chǎn)的鎳基氣閥合金NCF751熱軋盤卷標準熱處理后的混晶組織。由圖1可看出該混晶組 織的晶粒十分不均勻，部分晶粒十分粗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是開發(fā)一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，該方法仍然采用現(xiàn) 有的NCF751氣閥合金熱軋盤卷，通過固溶處理及冷拉加工方法，來改善合金材料的晶粒 組織和硬度等力學(xué)性能，滿足氣閥合金的技術(shù)要求。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出了一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，包括下列步 驟(1)將原材料放入真空感應(yīng)爐中冶煉，經(jīng)過精整后再重熔，徑斷開坯、探傷精整 后進行熱軋盤圓；(2)將上述經(jīng)過熱軋盤圓的熱軋盤卷進行固溶處理以大于等于300°C /h的升溫 速度升溫至1030°C 1070°C，保溫20 60分鐘后直接淬水冷卻；(3)將上述經(jīng)過固溶處理的熱軋盤卷進行堿酸洗，并涂層；(4)將上述經(jīng)過涂層的熱軋盤卷分1 2個道次進行成品拉拔；
(5)將上述經(jīng)過拉拔的成品再次酸洗；(6)將上述經(jīng)過酸洗的成品進行矯直磨光；(7)進行成品檢驗。優(yōu)選地，當(dāng)生產(chǎn)直徑為8.0 8.6mm的鎳基氣閥合金時，所述步驟(4)中成品拉 拔的總變形量為20.8% 32.8%。優(yōu)選地，當(dāng)生產(chǎn)直徑為5.0 7.9mm的鎳基氣閥合金時，在所述步驟(3)之后應(yīng) 先將經(jīng)過涂層的熱軋盤卷進行中間拉拔，然后再返回到步驟(2)依次向下進行。優(yōu)選地，當(dāng)進行中間拉拔時，中間拉拔的總變形量為17.2% 37.6%，步驟(4) 中成品拉拔的總變形量為20.8% 36.4%。優(yōu)選地，所述步驟(6)中磨光的磨削量為0.2 0.3mm。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)的鎳基氣閥合金 可以覆蓋直徑為5.0 8.6_的氣閥合金冷拉絲材，并達到以下技術(shù)要求1.交貨狀態(tài)絲材的硬度為S37HRC，晶粒度不粗于5級。2.試樣經(jīng)過標準熱處理后硬度228HRC，晶粒度為2.0 7.0級。


圖1為現(xiàn)有生產(chǎn)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過標準熱處理后的晶粒組織示意圖。圖2為本發(fā)明一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法實施例1生產(chǎn)的產(chǎn)品交貨狀態(tài)的 晶粒組織示意圖。圖3為本發(fā)明一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法實施例5生產(chǎn)的產(chǎn)品交貨狀態(tài)的 晶粒組織示意圖。圖4為本發(fā)明一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法實施例1生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過標準熱 處理后的晶粒組織示意圖。圖5為本發(fā)明一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法實施例5生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過標準熱 處理后的晶粒組織示意圖。圖6為本發(fā)明一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法實施例6生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過標準熱 處理后的晶粒組織示意圖。
具體實施例方式實施例1-3生產(chǎn)目標為小8.0 8.6mm的NCF751鎳基氣閥合金，按照下列步驟進行生產(chǎn)加 工(1)經(jīng)真空感應(yīng)爐中冶煉，經(jīng)過精整后再重熔，放入徑斷開坯、探傷精整后進行 熱軋盤圓，氣閥合金材料化學(xué)成份見表1所示；(2)將上述經(jīng)過熱軋盤圓的熱軋盤卷進行固溶處理以大于等于300°C /小時的 升溫速度升溫至1050°C 士20°C，保溫20 60分鐘后直接淬水冷卻，具體工藝參數(shù)見表 2 ；(3)將上述經(jīng)過固溶處理的熱軋盤卷先在溫度為80 105°C的條件下堿洗60 120分鐘，然后在硫酸槽和三酸槽中酸洗以去除盤卷表面的氧化皮，硫酸槽的溫度為60 85°C，三酸槽的溫度為室溫，硫酸槽的酸洗時間為15 35分鐘，三酸槽的酸洗 時間為10 30分鐘，然后進行涂層，該步驟中堿洗溶液的質(zhì)量配比為NaOH為20 80g/lL、KMn04*40 100g/lL、余量為水，硫酸槽溶液的質(zhì)量配比為H2SO4SlO 20%,其中溶液中鐵鹽含量Fe+llOOg/lL，三酸槽溶液的質(zhì)量配比為H2SO4為10 20%, HNO3S 5 10%和HCl為5 10%，其中溶液中鐵鹽含量(Fe++++Fe++)《50g/lL ；(4)將上述經(jīng)過涂層的熱軋盤卷分1 2個道次進行成品拉拔，拉拔變形量為 20.8 % 32.8 %，具體拉拔變形量見表2 ；(5)將上述經(jīng)過拉拔的成品再次在硫酸槽和三酸槽中酸洗，硫酸槽的溫度為 60 85°C，三酸槽的溫度為室溫，硫酸槽的酸洗時間為5 20分鐘，三酸槽的酸洗時間 為3 15分鐘，該步驟中硫酸槽溶液的質(zhì)量配比為H2SO4* 10 20%，其中溶液中 鐵鹽含量Fe++《100g/lL，三酸槽溶液的質(zhì)量配比為H2SO4為10 20%、HNO3為5 10%和HCl為5 10%，其中溶液中鐵鹽含量(Fe++++Fe++)《50g/lL ；(6)將上述經(jīng)過酸洗的成品進行矯直磨光，磨削量為0.2 0.3mm，以達到鎳基 氣閥合金的尺寸精度和表面光潔度要求，具體的磨削量見表2 ；(7)成品檢驗。表1實施例1-7中氣閥合金材料的化學(xué)成份
權(quán)利要求
1.一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于包括下列步驟(1)將原材料放入真空感應(yīng)爐中冶煉，經(jīng)過精整后再重熔，徑斷開坯、探傷精整后進 行熱軋盤圓；(2)將上述經(jīng)過熱軋盤圓的熱軋盤卷進行固溶處理以大于等于300°C/h的升溫速度 升溫至1030°C 1070°C，保溫20 60分鐘后直接淬水冷卻；(3)將上述經(jīng)過固溶處理的熱軋盤卷進行堿酸洗，并涂層；(4)將上述經(jīng)過涂層的熱軋盤卷分1 2個道次進行成品拉拔；(5)將上述經(jīng)過拉拔的成品再次酸洗；(6)將上述經(jīng)過酸洗的成品進行矯直磨光；(7)進行成品檢驗。
2.如權(quán)利要求1所述的鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)直徑為8.0 8.6mm的鎳基氣閥合金時，所述步驟(4)中成品拉拔的總變形量為20.8% 32.8%。
3.如權(quán)利要求1所述的鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)直徑為 5.0 7.9mm的鎳基氣閥合金時，在所述步驟(3)之后先將經(jīng)過涂層的熱軋盤卷進行中間 拉拔，然后再返回到步驟(2)依次向下進行。
4.如權(quán)利要求3所述的鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述中間拉拔 的總變形量為17.2% 37.6%，步驟(4)中成品拉拔的總變形量為20.8% 36.4%。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，其特征在于所述 步驟(6)中磨光的磨削量為0.2 0.3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳基氣閥合金的冷拉生產(chǎn)方法，該方法是在現(xiàn)有熱軋盤圓的基礎(chǔ)上增加了固溶處理的步驟，經(jīng)過固溶處理的中間產(chǎn)品在經(jīng)過堿酸洗和涂層之后，直接進行成品拉拔。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)格較細的鎳基氣閥合金時在上述固溶處理、堿酸洗、涂層之后要先進行一次中間拉拔，然后再次進行固溶處理、堿酸洗和涂層，然后才進行成品拉拔。使用該方法可以細化并均勻成品晶粒組織，同時改善成品的力學(xué)性能。
文檔編號B23P15/00GK102019533SQ200910195990
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者陸偉建 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司