高溫合金是廣泛應(yīng)用于航空、航天飛行器、艦船、發(fā)電、火箭發(fā)動機(jī)、核反應(yīng)堆、機(jī)車以及石油化工等工業(yè)中能源轉(zhuǎn)化裝置關(guān)鍵部件的材料。目前,高溫合金使用溫度已由650℃發(fā)展到1100℃。對于鎳基高溫合金材料,由于強(qiáng)度很高、塑性成形溫度區(qū)間很窄,塑性加工工藝很難控制,因此,目前高溫合金GH4169管材加工方法是采用坯料→鉆孔→多道次冷軋技術(shù),即將坯料經(jīng)過鉆孔,然后經(jīng)過多道次冷軋后加工成所需產(chǎn)品,存在生產(chǎn)率低、材料浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。
沈陽理工大學(xué)、中國科學(xué)院金屬研究所及北京有色金屬研究總院聯(lián)合研究了采用近等溫?cái)D壓方法和特殊潤滑技術(shù)成功加工出合理的GH4169管坯,然后經(jīng)過多道次冷軋技術(shù)加工制造出航天用高溫合金GH4169精密管材,即坯料→特殊潤滑技術(shù)→擠壓制坯→多道次冷軋技術(shù),其加工基本工序:坯料、特殊潤滑、擠壓管、清理氧化皮、噴砂、內(nèi)孔精磨、外表面拋光、多次冷軋、成品探傷、機(jī)械性能檢測等工序。與采用坯料→鉆孔→多道次冷軋技術(shù)加工高溫合金GH4169精密管材相比,生產(chǎn)效率提高2倍以上,生產(chǎn)成本降低50%以上。
研究結(jié)論如下:(1)高溫合金GH4169管材擠壓成形時,坯料溫度及模具預(yù)熱溫度要控制在合適的范圍內(nèi),而且要采用玻璃潤滑劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,合適的坯料溫度范圍1080~1100℃、模具預(yù)熱溫度范圍350~500℃,擠壓比7~14。(2)采用擠壓法制備管坯可以提高生產(chǎn)效率2倍以上,管材質(zhì)量滿足要求,擠壓管坯組織狀態(tài)與擠壓前組織狀態(tài)相比,明顯得到改善。擠壓前平均晶粒尺寸是150μm,擠壓后平均晶粒尺寸是50μm。(3)采用組合擠壓凹模裝置,提高了潤滑效果和減輕溫降,實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度材料管材擠壓成形。組合凹模中平凹模(金屬制成)的壽命比錐形凹模的壽命提高1倍以上。(4)采用引導(dǎo)式管材包套擠壓方法,提高了高溫合金等難變形材料的流動性和保溫效果,有利于擠壓坯料的合理流動,使坯料保持在良好的塑性溫度范圍內(nèi),易于成形。(曉紅)