一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法
【專(zhuān)利摘要】一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法，屬于高溫合金【技術(shù)領(lǐng)域】。先對(duì)高溫合金表面進(jìn)行噴砂或噴丸處理，之后刷涂或者噴涂一定厚度的涂料，涂料組成中含有無(wú)機(jī)聚合物、金屬氧化物粉體，涂料與水的調(diào)配比例為1:1-1:2，刷涂或者噴涂后在高溫合金制件表面形成一定厚度的膜，膜在淬火時(shí)承受高溫合金表面最大的熱應(yīng)力并脫落，降低了制件表面淬火時(shí)的熱應(yīng)力，消除了開(kāi)裂問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高溫合金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫合金制件的生產(chǎn)工藝包含熱處理，為了達(dá)到較高的強(qiáng)度，得到合適的析出相晶粒組織，必須保證較高的冷卻速度，然而過(guò)快的冷卻速度又會(huì)給制件帶來(lái)較大的應(yīng)力，造成制件開(kāi)裂報(bào)廢或者影響后續(xù)加工和使用。
[0003]國(guó)外就高溫合金制件淬火開(kāi)裂原因進(jìn)行了研究，認(rèn)為高溫合金制件的淬火開(kāi)裂與多種因素相關(guān)，比如晶粒度、固溶溫度、合金成分、制件形狀和表面狀況等。裂紋大多源自制件表面被氧化的晶界處，斷口形式為沿晶脆性斷裂。國(guó)外采取了措施解決高溫合金淬火開(kāi)裂問(wèn)題并形成了相關(guān)專(zhuān)利，在專(zhuān)利US4654091中，提出了在高溫合金表面電鍍一定厚度的鎳等金屬涂層的方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)制件表面的保護(hù)；在專(zhuān)利US5269857中，提出了利用熱噴涂或者將制件裝入包套的方式在制件表面造成大厚度的金屬覆蓋物，使金屬覆蓋物承受最大的熱應(yīng)力梯度，從而有效的保護(hù)了制件本體；還有采取分級(jí)淬火的方式，目的是減少高溫合金制件淬火時(shí)的熱應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā) 明的目的在于提供一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法，解決了高溫合金制件淬火開(kāi)裂的問(wèn)題；使用了新的高溫合金表面防護(hù)材料，具有成本低，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并且有效地解決了制件淬火開(kāi)裂問(wèn)題，對(duì)制件的力學(xué)性能沒(méi)有影響。
[0005]本發(fā)明的包括如下:
[0006](I)對(duì)需要進(jìn)行淬火熱處理的制件表面進(jìn)行潔凈化處理，用石油醚等有機(jī)溶劑清洗制件表面，將表面的油污等清除干凈；
[0007](2)對(duì)潔凈化處理后高溫合金制件進(jìn)行噴砂或噴丸處理；
[0008](3)在經(jīng)過(guò)噴砂或噴丸處理后的高溫合金制件表面刷涂厚度為0.05mm~Imm的高溫防氧化涂料，涂料牌號(hào)為AM99-01A08，涂料與水的調(diào)配比例為1:1_1: 2。
[0009](4)將刷涂料后的高溫合金制件晾干。
[0010](5)將刷涂料并晾干后的高溫合金制件置于加熱爐中進(jìn)行固溶處理，溫度一般為1100°C~1250°c，固溶完畢后，將高溫合金制件迅速轉(zhuǎn)移到淬火介質(zhì)中，轉(zhuǎn)移時(shí)間根據(jù)工藝要求，一般為5-100秒，淬火液可以是熔鹽、水、油等。
[0011](6)淬火完畢后將高溫合金制件目視檢查和超聲波探傷檢查。
[0012]對(duì)潔凈化處理后高溫合金制件進(jìn)行噴砂或噴丸處理，其作用如下:第一，消除表面加工應(yīng)力的同時(shí)在高溫合金制件表面形成預(yù)壓應(yīng)力，部分抵消在固溶過(guò)程中制件表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力；第二，進(jìn)一步清潔表面并使表面形成一定的粗糙度，使涂層的附著力更強(qiáng)。噴砂或者噴丸處理完畢后在高溫合金制件表面刷涂或噴涂一定厚度的涂料，該涂料的主要成分為無(wú)機(jī)聚合物和金屬氧化物粉末，涂層的厚度為0.05mm~Imm,根據(jù)制件的形狀和尺寸可以調(diào)整涂層的厚度，或者采用局部涂刷的方式。高溫合金的固溶溫度一般較高，都在1100°C~1250°C，在淬火過(guò)程中，制件表面急劇降溫，而制件內(nèi)部仍然保留較高的溫度，制件的表面和內(nèi)部存在巨大的溫度差，制件的表面處于收縮狀態(tài)，制件內(nèi)部的收縮滯后，所以在制件的表面存在巨大的熱應(yīng)力，涂層的存在使最大熱應(yīng)力出現(xiàn)在涂層上，使涂層出現(xiàn)破裂脫落，從而降低了制件表面的熱應(yīng)力，有效保護(hù)了制件。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是未刷涂料高溫合金制件淬火開(kāi)裂組織圖。
[0014]圖2是刷涂料高溫合金制件淬火后組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015](I)選取一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為％DH，該制件為環(huán)形件，厚度為20mm,進(jìn)行1140°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理,淬火鹽溫度為600°C,轉(zhuǎn)移時(shí)間為IOs,淬火鹽介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有4件20mm的制件開(kāi)裂。將一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為％DH-1，該制件也為環(huán)形件，厚度為20mm，制件表面經(jīng)過(guò)潔凈化處理后，進(jìn)行噴砂處理，然后在表面(端面和圓周面)均勻刷涂一層涂料，涂料的厚度為0.05mm，涂料牌號(hào)為AM99-01A08，涂料組成為無(wú)機(jī)聚合物，金屬氧化物粉體，涂料與調(diào)配液的調(diào)配比例為1:1，將涂料晾干，再進(jìn)行1140°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理，淬火鹽溫度為600°C，轉(zhuǎn)移時(shí)間為10秒，淬火介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該套FGH95高溫合金制件(10件)中無(wú)一 件開(kāi)裂。將一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為95DH-2,該制件也為環(huán)形件，厚度為20mm，制件表面經(jīng)過(guò)潔凈化處理后，進(jìn)行噴砂處理，然后在表面(端面和圓周面)均勻刷涂一層涂料，涂料的厚度為0.5mm，涂料組成無(wú)機(jī)聚合物，金屬氧化物粉體，涂料與調(diào)配液的調(diào)配比例為1:2，將涂料晾干，再進(jìn)行1140°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理，淬火鹽溫度為600°C，轉(zhuǎn)移時(shí)間為10秒，淬火介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該套FGH95高溫合金制件(10件)中無(wú)一件開(kāi)裂。
[0016](2)將一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為％DH_4，該制件為環(huán)形件，厚度為20mm，進(jìn)行1180°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理，淬火鹽溫度為600°C，轉(zhuǎn)移時(shí)間為30s，淬火鹽介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有5件20mm的制件開(kāi)裂。將一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為％DH-5，該制件也為環(huán)形件，厚度為20mm，制件表面經(jīng)過(guò)潔凈化處理后，進(jìn)行噴砂處理，然后在表面(端面和圓周面)均勻刷涂一層涂料，涂料的厚度為0.05mm，涂料牌號(hào)為AM99-01A08，涂料組成為無(wú)機(jī)聚合物，金屬氧化物粉體，涂料與調(diào)配液的調(diào)配比例為1:1，將涂料晾干，再進(jìn)行1180°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理，淬火鹽溫度為600°C，轉(zhuǎn)移時(shí)間為3秒，淬火介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該套FGH95高溫合金制件(10件)中無(wú)一件開(kāi)裂。將一套FGH95高溫合金制件(共10件)，編號(hào)為95DH-6,該制件也為環(huán)形件，厚度為20mm，制件表面經(jīng)過(guò)潔凈化處理后，進(jìn)行噴砂處理，然后在表面(端面和圓周面)均勻刷涂一層涂料，涂料的厚度為0.5mm，涂料組成無(wú)機(jī)聚合物，金屬氧化物粉體，涂料與調(diào)配液的調(diào)配比例為1:2，將涂料晾干，再進(jìn)行1180°C固溶后進(jìn)行淬火熱處理，淬火鹽溫度為600°C，轉(zhuǎn)移時(shí)間為30秒，淬火介質(zhì)為熔鹽，淬火后超聲波或表面熒光檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該套FGH95高溫合金制件(10件)中無(wú)一件開(kāi)裂。
[0017]表1給出了一系列試驗(yàn)的結(jié)果，并且分別在未經(jīng)過(guò)表面處理(開(kāi)裂和未開(kāi)裂)和經(jīng)過(guò)表面處理的高溫合金制件(經(jīng)過(guò)完全熱處理后)上取下高溫拉伸試樣(Φ 12mm X 66mm),進(jìn)行650°C高溫拉伸試驗(yàn),性能數(shù)據(jù)在表1中給出。
[0018]表1試驗(yàn)結(jié)果
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種消除高溫合金材料高溫淬火開(kāi)裂的方法，其特征是:工藝步驟如下: (1)對(duì)需要進(jìn)行淬火熱處理的制件表面進(jìn)行潔凈化處理，用石油醚有機(jī)溶劑清洗制件表面，將表面的油污清除干凈； (2)對(duì)潔凈化處理后高溫合金制件進(jìn)行噴砂或噴丸處理； (3)在經(jīng)過(guò)噴砂或噴丸處理后的高溫合金制件表面刷涂厚度為0.05mm~Imm的高溫防氧化涂料，涂料牌號(hào)為AM99-01A08，使用時(shí)涂料與水的調(diào)配比例為1:1-1:2 ; (4)將刷涂料后的聞溫合金制件晚干； (5)高溫合金制件淬火溫度為1100°C-1250°C，淬火介質(zhì)為水、熔鹽或油，轉(zhuǎn)移時(shí)間為10-30 秒。`
【文檔編號(hào)】C22F1/10GK103695827SQ201410005367
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】劉明東, 韓壽波, 李科敏, 陳琨, 孫志坤, 張瑩, 張義文, 陶宇 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院