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      高強度12cr5moi合金管材料的制造方法

      作者:admin 來源:www.atithipalace.com 日期:2019-04-15 17:06

      技術領域
      本發明屬于有色金屬冶煉及塑性成型技術領域,具體涉及大規格高強度12cr5moi合金管材料的制造方法。


      背景技術:

      12cr5moi合金管具有良好的導電、導熱性,電磁屏蔽性良好,比強度和比剛度高,減震性好,切削加工和尺寸穩定性佳,易回收,有利于環保等優點,在航空航天、交通工具、電子通訊等行業有極大的應用前景,被譽為“21世紀的綠色工程材料”。但由于12cr5moi合金管屬于密排六方結構,室溫塑性較低,成型能力差,大大限制了12cr5moi合金管應用。


      技術實現要素:

      本發明提供一種適合12cr5moi合金管材料加工特性、方便生產、降低生產成本的大規格高強度12cr5moi合金管管的制造工藝。
      本發明包括以下步驟:
      1)將鑄造12cr5moi合金管實心坯料采用電渣重熔工藝取得精制的12cr5moi合金管熔體;
      2)將精制的12cr5moi合金管熔體采用澆注工藝取得12cr5moi合金管管坯;
      3)將12cr5moi合金管管坯預熱至250~450℃后進行鍛造;鍛造時采用帶有錐度的溫度為150~250℃、且表面涂敷水溶性潤滑劑的芯棒,鍛造時的鍛砧溫度為150~250℃;
      4)將鍛造后的12cr5moi合金管管坯置于250~380℃條件下退火;
      5)對退火后的12cr5moi合金管管坯進行冷軋,取得薄壁12cr5moi合金管管。
      本發明采用以上方法進行12cr5moi合金管管制造時,能夠解決12cr5moi合金管生產過程中的雜質多、塑性差、成本高、成材率低等難題,針對性地解決了12cr5moi合金管制造過程中的純凈度、晶粒度和致密度三大問題,提高了生產效率、產品成材率,降低生產成本,將在12cr5moi合金管大規格無縫管材生產技術方面帶來跨越式發展。
      進一步地,本發明所述步驟1)中,在電渣重熔工藝中以氣體SF6為工作氛圍。
      所述步驟2)中,在澆注工藝中以氣體SF6為工作氛圍。
      純凈的N2、Ar、Ne等惰性氣體雖然能對鎂及其合金熔體起到一定的阻燃和保護作用,但效果并不理想.N2易與鎂反應生成Mg3N2粉狀化合物,至使結構疏松,不能阻止反應的進行。而Ar和Ne等惰性氣體雖然與Mg不反應,但無法阻止鎂的蒸發。
      SF6氣體與鎂反應產物在熔體表面形成一薄層較致密的MgS/MgO復合膜,可以抑制鎂的氧化SF6氣體對鎂及其合金熔體,可以起到良好的保護作用且效果優良。
      所述步驟2)取得的12cr5moi合金管管坯的外徑為400~1200mm,內徑為200~600mm,長度為800~4000mm。通過步驟2)取得的上述尺寸的12cr5moi合金管空心坯料的設計出發點或可達到的特殊優良效果:
      1)減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝,節約成本;
      2)鎂的晶體結構為密排六方,鑄態坯料鍛造鐓粗、沖孔過程容易產生鍛造裂紋等缺陷;
      3)減少了鍛造工藝中對坯料尺寸的嚴格限制,使最終產品規格范圍更廣。
      所述步驟3)中,將12cr5moi合金管管坯套置在芯棒外對12cr5moi合金管管坯管壁進行多道次下壓鍛造,前幾道次中每道次的變形量小于10%,累計變形量大于20%后,每道次變形量為10~20%。前期小變形量破碎鑄態組織,當組織變為加工態時進行大變形量,進一步破碎組織、彌散夾雜、提高致密度。
      所述步驟5)中,所述步驟5)中,至少進行3~8道次減壁工藝,每兩道次減壁工藝之間進行軟化退火。
      所述步驟5)中,每道次減壁工藝的減壁率為20~30%。
      以上工藝特點:
      1)常溫下進行大減壁變形,依靠鍛軋工藝變形強化,得到高強度管材坯料;進一步破碎鍛造時晶粒,與退火結合提高晶粒度級別;
      2)可進一步使金屬組織致密;
      3)表面質量及尺寸精度高;
      4)道次間退火為下一道次冷軋做好組織準備,消除前一道次產生的應力。
      本發明的具體優點分析如下:
      1、本發明利用電渣重熔生產12cr5moi合金管鍛造前坯料,其優點:
      1)從源頭解決112cr5moi合金管凈度問題;
      2)電渣重熔坯料組織致密,為后續鍛造提供了組織保證。
      2、本發明鍛造前坯料為電渣重熔空心坯,其優點:
      1)減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝,節約成本;
      2)鎂的晶體結構為密排六方,鑄態坯料鍛造鐓粗、沖孔過程容易產生鍛造裂紋等缺陷;
      3)減少了鍛造工藝中對坯料尺寸的嚴格限制,使最終產品規格范圍更廣;
      3、鍛造成型12cr5moi合金管管坯,其優點:
      1)與軋制工藝相比,鍛造產品軸向和徑向力學性能差異較軋制差異小;
      2)與擠壓工藝相比,鍛造可生產大規格鍛造管件;
      4、冷軋管機軋制,其優點:
      1)常溫下進行大減壁變形,依靠鍛軋工藝變形強化,得到高強度管材坯料;
      2)進一步使金屬組織致密;
      3)進一步破碎鍛造時晶粒,與退火結合提高晶粒度級別;
      4)表面質量及尺寸精度高。
      具體實施方式
      一、原料準備:
      鑄造12cr5moi合金管實心坯料。
      二、生產工藝:
      1)電渣重熔:將鑄造12cr5moi合金管實心坯料采用電渣重熔工藝取得精制的12cr5moi合金管熔體。
      2)澆注:將精制的12cr5moi合金管熔體采用澆注工藝取得12cr5moi合金管管坯,規格:外徑為960mm,壁厚為310mm,長度為800mm。
      3)12cr5moi合金管管坯預熱:12cr5moi合金管空心坯料加熱到350℃~450℃,保溫時間按照1~3min/mm。
      4)鍛造:鍛造時,先把帶有錐度的芯棒加熱到150~250℃,在其表面涂敷水溶性潤滑劑,同時把鍛砧加熱到150~250℃。
      將12cr5moi合金管管坯套在芯棒上進行3~8道次下壓工藝,夾頭邊旋轉邊將芯棒和套在其上的坯料送入鍛造箱中,管坯在芯棒上由4個錘頭徑向打擊,完成變形。帶有錐度的芯棒且涂敷水溶性潤滑劑有利于芯棒脫出。
      開始幾道次內12cr5moi合金管材料為鑄態組織,前幾道次中每道次的變形量小于10%。當累計變形量大于20%時,合金由鑄態組織基本完全變成加工態組織,此時改用每道次變形量為10~20%進行下壓。
      鍛造后取得的12cr5moi合金管管坯規格:外徑為960mm,壁厚為120mm,長度為2100mm,鍛造比:2.86。
      5)退火:將鍛造后的12cr5moi合金管管坯置于250~380℃條件下退火,保溫時間1~3min/mm。
      6)冷軋:
      對退火后的12cr5moi合金管管坯進行冷軋,冷軋采用3~8道次減壁工藝,每道次減壁工藝的減壁率為20~30%。每兩道次減壁工藝之間進行350℃~450℃軟化退火。
      取得薄壁12cr5moi合金管管,規格:外徑914mm,壁厚40mm,長度5900mm,軋制比:2.88。

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