本发明涉及镍基难变形合金生产技术领域，具体涉及一种镍基难变形合金管联合热加工方法。
背景技术：
镍基难变形合金能在高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。镍基难变形合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性，是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。镍基难变形合金在很多介质中都表现出极好的耐腐蚀性。在氯化物介质中具有出色的抗点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和侵蚀的性能。具有很好的耐无机酸腐蚀性，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸等，同时在氧化和还原环境中也具有耐碱和有机酸腐蚀的性能。有效的抗氯离子还原性应力腐蚀开裂。在海水和工业气体环境中几乎不产生腐蚀，对海水和盐溶液具有很高的耐腐蚀性，在高温时也一样。在静态或循环环境中都具有抗碳化和氧化性，并且耐含氯的气体腐蚀。
由于技术、装备、研发能力等方面不足，对镍基难变形合金大口径薄壁管的生产困难重重，镍基难变形合金变形抗力大，加工难度大，只有通过热挤压开坯，热挤压受挤压机挤压力和挤压技术瓶颈限制，挤压出来的毛管壁厚厚，厚壁挤压毛管冷轧和扩径等冷加工无法顺利进行。并且加工道次多而繁琐，中间过程中容易产生横向裂纹，导致钢管报废。目前国内外还未发现镍基难变形合金新型加工工艺方面专利报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种镍基难变形合金管联合热加工方法，本发明通过热挤压加穿孔相结合，将镍基难变形合金毛管壁厚减薄，比挤压管壁厚薄一倍以上。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种镍基难变形合金管联合热加工方法，包括对镍基难变形合金的坯料依次进行热挤压工艺、热穿孔工艺进行加工；
所述的热挤压工艺包括以下具体步骤：
a1，端面加工，沿所述坯料的轴向方向在所述坯料上开始具有喇叭形端口的通孔；
a2，环形炉加热，使用环形炉将所述坯料加热至t1温度并进行保温；
a3，扩孔，将所述坯料感应升温至t2温度后进行扩孔，扩孔完成后将所述坯料感应升温至t3温度；
a4，挤压，使用挤压机对所述坯料进行挤压以完成挤压荒管制作；
所述的热穿孔工艺包括以下具体步骤：
b1，加热，将常温状态的所述挤压荒管加热，控制所述挤压荒管的出炉温度小于1140℃；
b2，穿孔，使用转速为7~50转/分的钼顶头对所述挤压荒管进行穿孔。
作为本发明的优选，所述的t2温度以及所述的t3温度高于所述的t1温度。
作为本发明的优选，所述b1步骤中，将常温状态的所述挤压荒管加热至保温区1040℃~1140℃之间进行保温，出炉温度小于1140℃。
作为本发明的优选，所述的t1温度为950℃~1030℃。
作为本发明的优选，所述的t2温度以及所述的t3温度均取值于1150~1210℃之间。
作为本发明的优选，所述的a4步骤与所述的b2步骤中均需用使用玻璃粉作为润滑剂。
作为本发明的优选，所述的a4步骤结束后对所述挤压荒管进行超声波探伤检测，所述挤压荒管的刻槽深度5%，分层缺陷按照φ6mm平底孔进行检测，无超声报警发生则进入所述b1步骤。
作为本发明的优选，所述的a2步骤中所述坯料的保温时间至少为1小时。
作为本发明的优选，所述的b2步骤进行前，对所述钼顶头进行表面检测，当所述钼顶头损坏时更换所述钼顶头后再进行所述b2步骤。
作为本发明的优选，所述表面检测包括对所述钼顶头的长度、截面直径以及表面褶皱度的检测，当检测结果仅为长度缩短时不更换所述钼顶头，当检测结果为表面出现褶皱或截面直径增大5%以上时必须更换所述钼顶头，所述钼顶头的更换条件中表面出现褶皱为最高优先级。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过热挤压加穿孔相结合，将镍基难变形合金毛管壁厚减薄，比挤压管壁厚薄一倍以上。
2、本发明穿孔后毛管外径比挤压管大，更容易后期加工。
3、本发明冷加工道次数量大大减少，在节约成本的同时缩短生产周期。
4、本发明解决了毛管因壁厚厚而导致的冷加工横向裂纹问题。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例包括对镍基难变形合金的坯料依次进行热挤压工艺、热穿孔工艺进行加工，镍基难变形合金的坯料的规格为φ204~φ360mm；
热挤压工艺包括以下具体步骤：
a1，端面加工，沿坯料的轴向方向在坯料上开始具有喇叭形端口的通孔，通孔为45~80mm左右，有利于后续扩孔处理；
a2，环形炉加热，使用环形炉将坯料加热至t1温度并进行保温，坯料的保温时间至少为1小时；
a3，扩孔，将坯料感应升温至t2温度后进行扩孔，扩孔完成后将坯料感应升温至t3温度，t2温度以及t3温度高于t1温度，t1温度为950℃~1030℃，t2温度以及t3温度均取值于1150~1210℃之间，具体为环形炉加热温度在950℃~1030℃之间保温1小时以上，使坯料内外表受热均匀，环形炉出料后进感应加热，感应升温至1150℃~1210℃，让坯料内外表受热均匀，防止内外表温度不均匀而造成缺陷产生；扩孔至内径φ98~228mm后进行二次感应加热，为挤压做准备，二次感应加热至1150~1220℃，再进行挤压，挤压后规格为外径:108~280mm，壁厚：12~50mm。；
a4，挤压，使用4200t或相当类型的挤压机对坯料进行挤压以完成挤压荒管制作，挤压变形后，组织致密，不至于在穿孔时因为疏松而造成后续穿孔缺陷，a4步骤结束后挤压荒管应进行100%表面目视检测。挤压荒管端部应平直、无毛刺。荒管内外表面不允许有氧化皮、玻璃润滑剂颗粒及其它杂质，内外表面不允许存在欠酸、过酸、污渍和锈斑等现象。而后对挤压荒管进行超声波探伤检测，挤压荒管的刻槽深度5%，分层缺陷按照φ6mm平底孔进行检测，无超声报警发生则进入b1步骤；
热穿孔工艺包括以下具体步骤：
b1，加热，将常温状态的挤压荒管加热，控制挤压荒管的出炉温度小于1140℃，b1步骤中，将常温状态的挤压荒管加热至保温区1040℃~1140℃之间进行保温，出炉温度小于1140℃。本步骤中特别注意控制保温区温度，温度不能太高，否则晶粒长大后对穿孔造成困难，穿孔出炉温度不能超过1140℃，否则会造成钢管内表裂纹及分层等缺陷产生；
b2，穿孔，使用转速为7~50转/分的钼顶头对挤压荒管进行穿孔。完成b2步骤后，挤压荒管成为穿孔毛管，穿孔毛管应进行100%表面目视检测。穿孔毛管端部应平直、无毛刺。毛管内外表面不允许有氧化皮、裂纹、折叠、结疤、发纹，螺纹等缺陷的存在，内外表面不允许存在欠酸、过酸、污渍和锈斑等现象。穿孔后按astme213对钢管进行超声波探伤检测，样管刻槽深度5%，分层缺陷按照φ6mm平底孔进行检测，无超声报警发生。
本发明实施例中a4步骤与b2步骤中均需用使用玻璃粉作为润滑剂。玻璃是一种熔体润滑剂，当玻璃与高温坯料接触时，它可以在工具和坯料接触面间形成液体薄膜，达到隔开两接触表面的目的，从而起到润滑和绝热的作用。
本发明实施例的b2步骤进行前，对钼顶头进行表面检测，当钼顶头损坏时更换钼顶头后再进行b2步骤。本发明实施例最重要的就是在挤压后进行扩孔以使得最后成型管的壁厚边薄，管壁质地变紧实，所以钼顶头的状态对最终产品的品质至关重要，然而本发明实施例主要针对的是难变形的镍基合金，将镍基合金进行穿孔的时候，镍基合金的管壁质地会持续变密，这也导致形变能力持续下降，使得钼顶头的受损率和形变率上升，所以在b2步骤前先对钼顶头的状态进行检测十分重要，考虑的生产效率，经过研究后发现钼顶头的状态中只需要考虑其与挤压荒管接触的表面的状态即可。表面检测包括对钼顶头的长度、截面直径以及表面褶皱度的检测，当检测结果仅为长度缩短时不更换钼顶头，当检测结果为表面出现褶皱或截面直径增大5%以上时必须更换钼顶头，钼顶头的更换条件中表面出现褶皱为最高优先级。对于钼顶头的表面状态主要就是长度发生变化、截面直径发生变化、表面发生褶皱，这三种状态中表面发生褶皱会直接在穿孔中对管孔的内壁产生影响产生毛刺，所以这个受损状态是必须设定为更换条件的最高优先级，然而钼顶头的长度发生变化通常均是在穿孔过程中钼顶头的长度被压缩，由于本发明实施例所针对的对象仅仅是镍基合金，所以会出现只有难变形的镍基合金才会出现的一个现象，既是钼顶头的长度被压缩，然而由于周围的镍基合金本身的性质导致钼顶头在径向方向上要扩大截面直径的能力减弱，这就使得钼顶头的本身的质地在镍基合金的作用小变密，这个结果对于进行下一次的穿孔加工反而是有好处的，由于钼顶头的质地变密，所以钼顶头的形变能力也下降，其对镍基合金的管壁的压缩能力既是上升的，在这种状况下只有当镍基合金的形变能力完全弱于钼顶头后，钼顶头才会受损，这就使得在实际生产过程中钼顶头的更换频率低于同样属于需要更换的部件的导板。本发明实施例中生产用的导板同样为为易磨损件，穿孔生产期间要勤检查导板质量，导板磨损严重容易造成钢管穿孔缺陷，需要及时更换新导板。
本发明实施例可以成功生产出镍基难变形合金毛管，并且毛管已成功制造成168.3*3.4、219.1*3.76等薄壁成品管，综合性能满足astm标准要求，并且astmg48a法、g28a法、a262c法腐蚀性能优良；管材尺寸精度高，表面质量好，均满足采购技术条件要求，冷加工道次少，成本节约且综合合格率达到较高的水平。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。