专利名称：一种镍基气阀合金的冷拉生产方法
技术领域：
本发明涉及金属加工工艺，尤其涉及一种气阀合金的冷拉拔加工工艺。
背景技术：
高参数内燃机用镍基气阀合金NCF751是以Al、Ti、Nb时效沉积硬化形成的 镍基变形高温合金，类似牌号的镍基气阀合金还有Income 1751、国内GH4145、德国 NiCrl5Fe7TiA、法国NC15FeTNbA、日本NCF750B。该合金具有较好的高温强度、抗
蠕变性能、持久强度和抗应力腐蚀性能，主要用于高功率内燃机的排气阀，其性能远远 优于一般的气阀钢。随着我国国民经济的发展，汽车、摩托车、拖拉机、船舰、内燃机 车、坦克、石油钻机、工程机械、移动电站等许多行业对这种合金的需求量都在逐年增 加，但是目前我国国内的镍基气阀合金NCF751供材质量很不稳定，主要表现为混晶、硬 度等力学性能不合格。目前发达国家多采用热挤压设备通过挤压生产镍基气阀合金。该生产方式效率 高，产品质量稳定，但是相应装备的投资费用也很高，目前不适合在我国进行大规模的 推广应用。而目前我国多采用的生产方法是原材料准备一真空感应炉冶炼浇注。360_ 电极一精整一电渣炉重熔0 500_电渣锭一径锻开坯一探伤精整一连轧机定径热轧盘圆 —矫直磨光。在实际生产中使用该方法生产规格小于①10mm的NCF751气阀合金产品 时，热轧盘卷在标准热处理后经常出现晶粒不均勻的质量问题。原因是NCF751合金盘 圆热轧加工变形量大，合金热轧态晶粒内部的储存能不均勻，试样经热处理后，晶粒恢 复不一致，特别是盘圆直径外侧的晶粒容易出现粗大。图1所示的就是使用现有工艺生 产的镍基气阀合金NCF751热轧盘卷标准热处理后的混晶组织。由图1可看出该混晶组 织的晶粒十分不均勻，部分晶粒十分粗大。
发明内容
本发明的目的就是开发一种镍基气阀合金的冷拉生产方法，该方法仍然采用现 有的NCF751气阀合金热轧盘卷，通过固溶处理及冷拉加工方法，来改善合金材料的晶粒 组织和硬度等力学性能，满足气阀合金的技术要求。根据上述目的，本发明提出了一种镍基气阀合金的冷拉生产方法，包括下列步 骤(1)将原材料放入真空感应炉中冶炼，经过精整后再重熔，径断开坯、探伤精整 后进行热轧盘圆；(2)将上述经过热轧盘圆的热轧盘卷进行固溶处理以大于等于300°C /h的升温 速度升温至1030°C 1070°C，保温20 60分钟后直接淬水冷却；(3)将上述经过固溶处理的热轧盘卷进行碱酸洗，并涂层；(4)将上述经过涂层的热轧盘卷分1 2个道次进行成品拉拔；
(5)将上述经过拉拔的成品再次酸洗；(6)将上述经过酸洗的成品进行矫直磨光；(7)进行成品检验。优选地，当生产直径为8.0 8.6mm的镍基气阀合金时，所述步骤(4)中成品拉 拔的总变形量为20.8% 32.8%。优选地，当生产直径为5.0 7.9mm的镍基气阀合金时，在所述步骤(3)之后应 先将经过涂层的热轧盘卷进行中间拉拔，然后再返回到步骤(2)依次向下进行。优选地，当进行中间拉拔时，中间拉拔的总变形量为17.2% 37.6%，步骤(4) 中成品拉拔的总变形量为20.8% 36.4%。优选地，所述步骤(6)中磨光的磨削量为0.2 0.3mm。本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，生产的镍基气阀合金 可以覆盖直径为5.0 8.6_的气阀合金冷拉丝材，并达到以下技术要求1.交货状态丝材的硬度为S37HRC，晶粒度不粗于5级。2.试样经过标准热处理后硬度228HRC，晶粒度为2.0 7.0级。
图1为现有生产方法生产的产品经过标准热处理后的晶粒组织示意图。图2为本发明一种镍基气阀合金的冷拉生产方法实施例1生产的产品交货状态的 晶粒组织示意图。图3为本发明一种镍基气阀合金的冷拉生产方法实施例5生产的产品交货状态的 晶粒组织示意图。图4为本发明一种镍基气阀合金的冷拉生产方法实施例1生产的产品经过标准热 处理后的晶粒组织示意图。图5为本发明一种镍基气阀合金的冷拉生产方法实施例5生产的产品经过标准热 处理后的晶粒组织示意图。图6为本发明一种镍基气阀合金的冷拉生产方法实施例6生产的产品经过标准热 处理后的晶粒组织示意图。
具体实施例方式实施例1-3生产目标为小8.0 8.6mm的NCF751镍基气阀合金，按照下列步骤进行生产加 工(1)经真空感应炉中冶炼，经过精整后再重熔，放入径断开坯、探伤精整后进行 热轧盘圆，气阀合金材料化学成份见表1所示；(2)将上述经过热轧盘圆的热轧盘卷进行固溶处理以大于等于300°C /小时的 升温速度升温至1050°C 士20°C，保温20 60分钟后直接淬水冷却，具体工艺参数见表 2 ；(3)将上述经过固溶处理的热轧盘卷先在温度为80 105°C的条件下碱洗60 120分钟，然后在硫酸槽和三酸槽中酸洗以去除盘卷表面的氧化皮，硫酸槽的温度为60 85°C，三酸槽的温度为室温，硫酸槽的酸洗时间为15 35分钟，三酸槽的酸洗 时间为10 30分钟，然后进行涂层，该步骤中碱洗溶液的质量配比为NaOH为20 80g/lL、KMn04*40 100g/lL、余量为水，硫酸槽溶液的质量配比为H2SO4SlO 20%,其中溶液中铁盐含量Fe+llOOg/lL，三酸槽溶液的质量配比为H2SO4为10 20%, HNO3S 5 10%和HCl为5 10%，其中溶液中铁盐含量(Fe++++Fe++)《50g/lL ；(4)将上述经过涂层的热轧盘卷分1 2个道次进行成品拉拔，拉拔变形量为 20.8 % 32.8 %，具体拉拔变形量见表2 ；(5)将上述经过拉拔的成品再次在硫酸槽和三酸槽中酸洗，硫酸槽的温度为 60 85°C，三酸槽的温度为室温，硫酸槽的酸洗时间为5 20分钟，三酸槽的酸洗时间 为3 15分钟，该步骤中硫酸槽溶液的质量配比为H2SO4* 10 20%，其中溶液中 铁盐含量Fe++《100g/lL，三酸槽溶液的质量配比为H2SO4为10 20%、HNO3为5 10%和HCl为5 10%，其中溶液中铁盐含量(Fe++++Fe++)《50g/lL ；(6)将上述经过酸洗的成品进行矫直磨光，磨削量为0.2 0.3mm，以达到镍基 气阀合金的尺寸精度和表面光洁度要求，具体的磨削量见表2 ；(7)成品检验。表1实施例1-7中气阀合金材料的化学成份
权利要求
1.一种镍基气阀合金的冷拉生产方法，其特征在于包括下列步骤(1)将原材料放入真空感应炉中冶炼，经过精整后再重熔，径断开坯、探伤精整后进 行热轧盘圆；(2)将上述经过热轧盘圆的热轧盘卷进行固溶处理以大于等于300°C/h的升温速度 升温至1030°C 1070°C，保温20 60分钟后直接淬水冷却；(3)将上述经过固溶处理的热轧盘卷进行碱酸洗，并涂层；(4)将上述经过涂层的热轧盘卷分1 2个道次进行成品拉拔；(5)将上述经过拉拔的成品再次酸洗；(6)将上述经过酸洗的成品进行矫直磨光；(7)进行成品检验。
2.如权利要求1所述的镍基气阀合金的冷拉生产方法，其特征在于生产直径为8.0 8.6mm的镍基气阀合金时，所述步骤(4)中成品拉拔的总变形量为20.8% 32.8%。
3.如权利要求1所述的镍基气阀合金的冷拉生产方法，其特征在于生产直径为 5.0 7.9mm的镍基气阀合金时，在所述步骤(3)之后先将经过涂层的热轧盘卷进行中间 拉拔，然后再返回到步骤(2)依次向下进行。
4.如权利要求3所述的镍基气阀合金的冷拉生产方法，其特征在于所述中间拉拔 的总变形量为17.2% 37.6%，步骤(4)中成品拉拔的总变形量为20.8% 36.4%。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的镍基气阀合金的冷拉生产方法，其特征在于所述 步骤(6)中磨光的磨削量为0.2 0.3mm。
全文摘要
本发明公开了一种镍基气阀合金的冷拉生产方法，该方法是在现有热轧盘圆的基础上增加了固溶处理的步骤，经过固溶处理的中间产品在经过碱酸洗和涂层之后，直接进行成品拉拔。当生产规格较细的镍基气阀合金时在上述固溶处理、碱酸洗、涂层之后要先进行一次中间拉拔，然后再次进行固溶处理、碱酸洗和涂层，然后才进行成品拉拔。使用该方法可以细化并均匀成品晶粒组织，同时改善成品的力学性能。
文档编号B23P15/00GK102019533SQ200910195990
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者陆伟建 申请人:宝山钢铁股份有限公司