專利名稱：無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金類，特別涉及一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法。
背景技術：
無磁不銹鋼材料的生產(chǎn)在國內(nèi)和國際均沒有標準，采用一般不銹鋼工藝、方法生產(chǎn)不出該種材料。在專利“無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法”(專利號ZL200410018498. 0) 中公開了一種適用于600MW、1000MW火力發(fā)電的無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，然而隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，出現(xiàn)了發(fā)電效率更高的核力發(fā)電。如陽江1100MW核電為我國首座百萬千瓦核電機組，需要1100MW核電無磁不銹鋼穿心螺桿，先前適用于600MW、1000MW火力發(fā)電的無磁不銹鋼穿心螺桿雖然材質相同，但是1100MW核電無磁不銹鋼穿心螺桿對螺桿的技術以及力學性能均有更高的要求，尤其是用于核電的穿心螺桿壽命需要60年，而火電使用壽命只需40年，壽命需求提高了 50%，現(xiàn)有技術顯然已經(jīng)無法滿足核電的要求，因此業(yè)內(nèi)迫切需要一種可以制造更高強度壽命的無磁不銹鋼穿心螺桿的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，該方法通過精選優(yōu)質合金元素和原生態(tài)廢鋼，化學成份進行優(yōu)化組合，采用特有工藝方法，提高了穿心螺桿的力學性能并大大延長其使用壽命。本發(fā)明的目的實現(xiàn)由以下技術方案完成
一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，主要包括無磁不銹鋼棒鋼錠超純凈化熔煉制造、鋼棒的鍛造出坯熱軋、鋼棒的熱處理及機加工，其特征在于
(1)所述鋼棒鋼錠在超純凈化熔煉制造中選用合金元素和廢鋼進行電爐+氬氧脫碳爐外精煉，所述的合金元素與所述的廢鋼進行優(yōu)化組合之后的各組分重量百分比為 C 0. 11 0. 14%、Si 0. 40 0. 60%、Mn 11. 00^14. 00%, Cr 16. 50^19. 00%, Ni 0. 50 2· 50%、N 0. 20 0· 45、其余為Fe ；
(2)鋼棒在鍛造出坯熱軋過程中，鍛造比彡3，熱軋延伸比彡5；
(3)鋼棒在熱處理過程中被放置于井式爐爐膛正中并進行固溶熱處理；
(4)鋼棒的機加工包括無芯研磨、拋光及螺紋軋制過程。所述的合金元素與所述的廢鋼進行優(yōu)化組合之后的各組分重量百分比為C 0. 12 0. 14%、Si 0. 40 0. 60%、Mn 12. 5. 00 13. 60%、Cr 16. 50 18. 20%、Ni 2. 00 2. 45%、N 0. 25 0. 44、其余為Fe。所述的井式爐深度不小于所述無磁不銹鋼穿心螺桿長度的1. 5倍。所述的無磁不銹鋼穿心螺桿表面進行著色探傷，以徹底清除所述螺桿表面微裂紋。所述的無磁不銹鋼穿心螺桿機加工后，進行振動時效處理，以除去殘余應力。所述的無磁不銹鋼穿心螺桿兩端螺紋用軋絲機軋制，并且不切斷所述無磁不銹鋼穿心螺桿的纖維。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點強度高，韌性好，耐腐蝕能力強，壽命長， 適用于1100MW核動力發(fā)電，滿足核電要求的60年使用壽命。


圖1為本發(fā)明合金元素優(yōu)化組合表； 圖2為本發(fā)明非金屬夾雜物含量控制表； 圖3為本發(fā)明有害氣體含量控制表；
圖4為本發(fā)明有害元素含量控制表。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其他相關特征做進一步詳細說明，以便于同行技術技術人員的理解
本實施例具體的制造方法主要包括無磁不銹鋼棒鋼錠的超純凈化熔煉過程、鋼棒的鍛造熱軋過程、鋼棒的熱處理過程及鋼棒的機加工過程四個過程。在鋼棒鋼錠的超純凈化熔煉過程中
(l)lCrl8Mnl2NiN精選優(yōu)質合金元素和原生態(tài)廢鋼，從源頭凈化鋼水(原生態(tài)廢鋼是直接選用鋼廠邊角料，這種廢鋼未進入社會，廢鋼潔凈、無污染、無油膩、雜質少有利于鋼水凈化)，
(2 )如圖1所示，合金元素經(jīng)優(yōu)化組合，強化元素C、Mn、Ni、N取上限，有害元素S、P、Cu 取下限盡量低，改善力學性能。(3)如圖2、3、4所示，選用電爐+氬氧脫碳爐外精煉(即EF+A0D爐精煉)，在氧化期、還原期二次耙渣以減少非金屬夾雜物，應用AOD真空脫氣嚴格控制有害氣體和有害元素，凈化鋼水，提高使用壽命。(4)清洗鋼爐爐膛和包子，避免上爐殘余鋼水進入，整修包子模腔打磨，烘干熱模腔澆注并加蓋發(fā)熱冒口，以便使鋼錠補縮充足，內(nèi)在質量好，利用率高。在鋼棒的鍛造熱軋過程中加大鍛造比增加熱軋延伸比，細化晶粒，提高強度和韌性。鋼錠表面整修磨光，鍛造出坯，鍛造比> 3，熱軋延伸比> 5。金相組織均勻，細化晶粒提高強度，改善韌性。在鋼棒的熱處理過程中采用超深井式爐，深度是螺桿長度的1.5倍，螺桿放置在井式爐中間，(因井式爐上端溫度偏高，下端偏低)進行固溶熱處理，保溫充分，使其金相組織均勻，改善力學性能并從螺桿兩端同時取樣，兩端均合格才算合格。在鋼棒的機加工過程中
(1)螺桿經(jīng)無心研磨和拋光，粗糙度從Ra < 3. 2提高至Ra ( 0. 8，光潔越好，抗腐蝕能力越好，使用壽命得以提高。(2)螺桿表面全部進行著色探傷，徹底清除表面微裂紋，提高其可靠性。(3)機加工后進行時效裝置振動試驗除去殘余應力，提高使用壽命。(4)螺桿兩端螺紋用軋絲機軋制，代替車削避免螺桿纖維被切斷，提高使用壽命。本實施例通過精選優(yōu)質合金元素和原生態(tài)廢鋼，化學成份進行優(yōu)化組合，超純凈
4化熔煉，嚴格控制有害元素、氣體及非金屬夾雜物、提高鋼水純凈度。加大鍛造比、熱軋延伸比、細化晶粒、提高強度和韌性。超深井式爐固溶熱處理，使其金相組織均勻化，改善力學性能，進一步無芯研磨和拋光，提高光潔度，提高耐腐蝕能力。螺桿兩端螺紋，用軋絲機軋絲代替車削，避免螺桿纖維被切斷提高可靠性及使用壽命。
權利要求
1.一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，主要包括無磁不銹鋼棒鋼錠超純凈化熔煉制造、鋼棒的鍛造出坯熱軋、鋼棒的熱處理及機加工，其特征在于(1)所述鋼棒鋼錠在超純凈化熔煉制造中選用合金元素和廢鋼進行電爐+氬氧脫碳爐外精煉，所述的合金元素與所述的廢鋼進行優(yōu)化組合之后的各組分重量百分比為 C 0. 11 0. 14%、Si 0. 40 0. 60%、Mn 11. 00^14. 00%, Cr 16. 50^19. 00%, Ni 0. 50 2· 50%、N 0. 20 0· 45、其余為Fe ；(2)鋼棒在鍛造出坯熱軋過程中，鍛造比彡3，熱軋延伸比彡5；(3)鋼棒在熱處理過程中被放置于井式爐爐膛正中并進行固溶熱處理；(4)鋼棒的機加工包括無芯研磨、拋光及螺紋軋制過程。
2.如權利要求1所述的一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，其特征在于所述的合金元素與所述的廢鋼進行優(yōu)化組合之后的各組分重量百分比為C 0. 12、. 14%、Si 0· 40 0· 60%、Mn 12. 5. 00^13. 60%, Cr 16. 50^18. 20%, Ni 2. 00 2. 45%、N 0. 25 0. 44、其余為Fe。
3.如權利要求1所述的一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，其特征在于所述的井式爐深度不小于所述無磁不銹鋼穿心螺桿長度的1. 5倍。
4.如權利要求1所述的一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，其特征在于所述的無磁不銹鋼穿心螺桿表面進行著色探傷，以徹底清除所述螺桿表面微裂紋。
5.如權利要求1所述的一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，其特征在于所述的無磁不銹鋼穿心螺桿機加工后，進行振動時效處理，以除去殘余應力。
6.如權利要求1所述的一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法，其特征在于所述的無磁不銹鋼穿心螺桿兩端螺紋用軋絲機軋制，并且不切斷所述無磁不銹鋼穿心螺桿的纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金類，特別涉及一種無磁不銹鋼穿心螺桿的制造方法。該制造方法主要包括無磁不銹鋼棒鋼錠的超純凈化熔煉過程、鋼棒的鍛造出坯及熱軋過程、鋼棒的固溶熱處理過程、鋼棒的無芯研磨、拋光以及螺紋軋制過程。其中超純凈化熔煉采用EF+AOD熔煉，經(jīng)多次耙渣達到鋼水純凈化，嚴格控制非金屬夾雜物、有害元素、有害氣體。在鍛造過程中，鍛造比≥3，熱軋延伸比≥5，細化晶粒提高螺桿強度和韌性。無芯研磨和拋光進一步提高光潔度Ra≤0.8，提高螺桿耐腐蝕能力，螺紋加工由切削加工改為軋絲機軋絲，避免螺桿纖維被切斷，提高螺桿可靠性及使用壽命，滿足1100MW核電無磁不銹鋼穿心螺桿的技術條件。
文檔編號B23P15/00GK102554570SQ201110458608
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者張廷超, 王興中, 蔡永祥, 陳堅, 陳祖賁, 陳莉, 陳菊生, 陳阿五 申請人:上海加寧新技術研究所