一種合金芯棒及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種合金芯棒及其制備方法，通過(guò)配料、熔煉、精煉、澆鑄、落砂清理、鋸切、鍛造以及熱處理得到芯棒，所述芯棒材料的組成為：鎳10~14%、鉻17~21%、鉬9~12%、錳0~0.5%、鈦1.2~2.0%、釩0.2~0.5%、鋁0.01~0.02%、碳0.01~0.1%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量≤0.5%；單位為重量百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明解決了芯棒強(qiáng)度低和耐磨性差的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種合金芯棒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種芯棒，尤其涉及了一種合金芯棒及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 制管方法在管子的內(nèi)部使用芯棒作為成型工具，所以芯棒必須能經(jīng)受得住來(lái)自外 部工具生產(chǎn)的力而不至于變形，這對(duì)芯棒的強(qiáng)度及柔韌性具有很高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的就在于提供了一種合金芯棒及其制備方 法，解決了芯棒強(qiáng)度低和耐磨性差的問(wèn)題。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的： 一種合金芯棒，所述芯棒材料的組成為：鎳1(Γ14%、鉻17?21%、鑰9?12%、錳(To. 5%、鈦 1. 2?2. 0%、釩0. 2?0. 5%、鋁0. Of 0. 02%、碳0. 01、. 1%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中 的含量彡〇. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)。
[0005] -種合金芯棒的制備方法，包括以下步驟： (1) 配料：按芯棒的組成進(jìn)行配料，并使所述芯棒材料的最終組成為：鎳ΚΓ14%、鉻 17?21%、鑰 9?12%、錳 0?0· 5%、鈦 1. 2?2. 0%、釩 0· 2?0· 5%、鋁 0· 01 ?0· 02%、碳 0· 01 ?0· 1% 以及 其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量< 0. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)； (2) 在真空爐坩堝中依次加入電解鎳、金屬鉻、金屬錳、鑰棒和碳鋼，升溫熔化后在 加料盒中加入海綿鈦、鋁錠和金屬釩，真空感應(yīng)爐的真空度為〇. 5~1. OMPa，熔煉溫度為 1550-1650°C，形成金屬液； (3) 精煉：將步驟（2)的金屬液轉(zhuǎn)移至真空或者充滿(mǎn)惰性氣體的容器中進(jìn)行脫氧、脫 氣，將脫氧劑加到金屬液的液面上，使得在界面上進(jìn)行脫氧，脫氧劑有木炭、碳化鈣、硼化 鎂、硼渣，這些脫氧劑奪取氧把金屬還原出來(lái)，生成物上浮成渣排去，并通過(guò)光譜分析儀以 及密度檢測(cè)儀獲得夾雜物的質(zhì)量份； (4) 重復(fù)步驟（3)，直到金屬液中含有的夾雜物的質(zhì)量份已無(wú)明顯降低或者已經(jīng)達(dá)到最 低； (5) 將金屬液澆注于模具中，形成鑄錠，澆鑄溫度為1400-1450°C ; (6) 落砂清理：等到步驟（5)中的鑄錠冷卻至40(T500°C時(shí)，先使鑄錠與砂箱分離，然后 使其與型砂分離；然后除澆、冒口，清除殘余的芯砂，去除鑄錠表面的粘砂、飛邊毛刺、氧化 皮； (7) 將步驟（6)的鑄錠鋸切、鍛造，金加工得到芯棒；鍛造的溫度為1150-1180°C ; (8) 將步驟（7)的芯棒進(jìn)行熱處理：將芯棒放入電爐中，按照不高于72°C /h的速度升 溫至800-85(TC，保溫4-5h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至980-102(TC，保溫 3. 5-4h后出爐，在55-70°C的水中淬火至270-350°C;返回電爐中升溫至625-635°C，進(jìn)行低 溫回火處理，保溫2h后，出爐空冷。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果： 1. 具有良好的鍛造性能，在制造芯棒的過(guò)程中經(jīng)過(guò)加熱錘鍛，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷； 2. 在高溫狀態(tài)下力學(xué)性能好，可提高芯棒的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

【具體實(shí)施方式】
[0007] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0008] 實(shí)施例1 : 一種合金芯棒，所述芯棒材料的組成為：鎳10%、鉻17%、鑰9%、錳0. 1%、鈦1. 2%、釩 0. 2%、鋁0. 01%、碳0. 01%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量彡0. 5% ;單位為重量百 分?jǐn)?shù)。
[0009] 一種合金芯棒的制備方法，包括以下步驟： (1) 配料：按芯棒的組成進(jìn)行配料，并使所述芯棒材料的最終組成為：鎳10%、鉻17%、鑰 9%、錳0. 1%、鈦1. 2%、釩0. 2%、鋁0. 01%、碳0. 01%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含 量彡0. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)； (2) 在真空爐坩堝中依次加入電解鎳、金屬鉻、金屬錳、鑰棒和碳鋼，升溫熔化后在加料 盒中加入海綿鈦、鋁錠和金屬釩，真空感應(yīng)爐的真空度為l.OMPa，熔煉溫度為1550°C，形成 金屬液； (3) 精煉：將步驟（2)的金屬液轉(zhuǎn)移至真空或者充滿(mǎn)惰性氣體的容器中進(jìn)行脫氧、脫 氣，將脫氧劑加到金屬液的液面上，使得在界面上進(jìn)行脫氧，脫氧劑有木炭、碳化鈣、硼化 鎂、硼渣，這些脫氧劑奪取氧把金屬還原出來(lái)，生成物上浮成渣排去，并通過(guò)光譜分析儀以 及密度檢測(cè)儀獲得夾雜物的質(zhì)量份； (4) 重復(fù)步驟（3)，直到金屬液中含有的夾雜物的質(zhì)量份已無(wú)明顯降低或者已經(jīng)達(dá)到最 低； (5) 將金屬液澆注于模具中，形成鑄錠，澆鑄溫度為1400°C ; (6) 落砂清理：等到步驟（5)中的鑄錠冷卻至400°C時(shí)，先使鑄錠與砂箱分離，然后使其 與型砂分離；然后除澆、冒口，清除殘余的芯砂，去除鑄錠表面的粘砂、飛邊毛刺、氧化皮； (7) 將步驟（6)的鑄錠鋸切、鍛造，金加工得到芯棒；鍛造的溫度為1150°C ; (8) 將步驟（7)的芯棒進(jìn)行熱處理：將芯棒放入電爐中，按照不高于72°C /h的速度升 溫至800°C，保溫4h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至980°C，保溫3. 5h后出爐， 在55°C的水中淬火至270°C ;返回電爐中升溫至625°C，進(jìn)行低溫回火處理，保溫2h后，出 爐空冷。
[0010] 實(shí)施例2 : 一種合金芯棒，所述芯棒材料的組成為：鎳14%、鉻21%、鑰12%、錳0. 5%、鈦2. 0%、釩 0. 5%、鋁0. 02%、碳0. 1%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量< 0. 5% ;單位為重量百 分?jǐn)?shù)。
[0011] 一種合金芯棒的制備方法，包括以下步驟： (1)配料：按芯棒的組成進(jìn)行配料，并使所述芯棒材料的最終組成為：鎳14%、鉻21%、鑰 12%、錳0. 5%、鈦2. 0%、釩0. 5%、鋁0. 02%、碳0. 1%以及其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含 量彡0. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)； (2) 在真空爐坩堝中依次加入電解鎳、金屬鉻、金屬錳、鑰棒和碳鋼，升溫熔化后在加料 盒中加入海綿鈦、鋁錠和金屬釩，真空感應(yīng)爐的真空度為0. 5MPa，熔煉溫度為1650°C，形成 金屬液； (3) 精煉：將步驟（2)的金屬液轉(zhuǎn)移至真空或者充滿(mǎn)惰性氣體的容器中進(jìn)行脫氧、脫 氣，將脫氧劑加到金屬液的液面上，使得在界面上進(jìn)行脫氧，脫氧劑有木炭、碳化鈣、硼化 鎂、硼渣，這些脫氧劑奪取氧把金屬還原出來(lái)，生成物上浮成渣排去，并通過(guò)光譜分析儀以 及密度檢測(cè)儀獲得夾雜物的質(zhì)量份； (4) 重復(fù)步驟（3)，直到金屬液中含有的夾雜物的質(zhì)量份已無(wú)明顯降低或者已經(jīng)達(dá)到最 低； (5) 將金屬液澆注于模具中，形成鑄錠，澆鑄溫度為1450°C ; (6) 落砂清理：等到步驟（5)中的鑄錠冷卻至500°C時(shí)，先使鑄錠與砂箱分離，然后使其 與型砂分離；然后除澆、冒口，清除殘余的芯砂，去除鑄錠表面的粘砂、飛邊毛刺、氧化皮； (7) 將步驟（6)的鑄錠鋸切、鍛造，金加工得到芯棒；鍛造的溫度為1180°C ; (8) 將步驟（7)的芯棒進(jìn)行熱處理：將芯棒放入電爐中，按照不高于72°C /h的速度升 溫至850°C，保溫5h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至1020°C，保溫4h后出爐，在 70°C的水中淬火至350°C;返回電爐中升溫至635°C，進(jìn)行低溫回火處理，保溫2h后，出爐空 冷。
[0012] 由實(shí)施例1、實(shí)施例2可見(jiàn)，本發(fā)明所述的芯棒耐高溫性能良好，同時(shí)強(qiáng)度高又不 失韌性。
[0013] 最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方 案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而 不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種合金芯棒，其特征在于，所述芯棒材料的組成為：鎳1(Γ14%、鉻17~21%、鑰 9?12%、錳(Πλ 5%、鈦L 2?2. 0%、釩0· 2?5%、鋁0· 01?02%、碳0· 01?1%以及其余為鐵， 雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量< 0. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)。
2. -種制備權(quán)利要求1所述合金芯棒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 配料：按芯棒的組成進(jìn)行配料，并使所述芯棒材料的最終組成為：鎳1(Γ14%、鉻 17?21%、鑰 9?12%、錳 0?0· 5%、鈦 1. 2?2. 0%、釩 0· 2?0· 5%、鋁 0· 01 ?0· 02%、碳 0· 01 ?0· 1% 以及 其余為鐵，雜質(zhì)在該芯棒材料中的含量< 0. 5% ;單位為重量百分?jǐn)?shù)； (2) 在真空爐坩堝中依次加入電解鎳、金屬鉻、金屬錳、鑰棒和碳鋼，升溫熔化后在 加料盒中加入海綿鈦、鋁錠和金屬釩，真空感應(yīng)爐的真空度為〇. 5~1. OMPa，熔煉溫度為 1550-1650°C，形成金屬液； (3) 精煉：將步驟（2)的金屬液轉(zhuǎn)移至真空或者充滿(mǎn)惰性氣體的容器中進(jìn)行脫氧、脫 氣，將脫氧劑加到金屬液的液面上，使得在界面上進(jìn)行脫氧，脫氧劑有木炭、碳化鈣、硼化 鎂、硼渣，這些脫氧劑奪取氧把金屬還原出來(lái)，生成物上浮成渣排去，并通過(guò)光譜分析儀以 及密度檢測(cè)儀獲得夾雜物的質(zhì)量份； (4) 重復(fù)步驟（3)，直到金屬液中含有的夾雜物的質(zhì)量份已無(wú)明顯降低或者已經(jīng)達(dá)到最 低； (5) 將金屬液澆注于模具中，形成鑄錠，澆鑄溫度為1400-1450°C ; (6) 落砂清理：等到步驟（5)中的鑄錠冷卻至40(T500°C時(shí)，先使鑄錠與砂箱分離，然后 使其與型砂分離；然后除澆、冒口，清除殘余的芯砂，去除鑄錠表面的粘砂、飛邊毛刺、氧化 皮； (7) 將步驟（6)的鑄錠鋸切、鍛造，金加工得到芯棒；鍛造的溫度為1150-1180°C ; (8) 將步驟（7)的芯棒進(jìn)行熱處理：將芯棒放入電爐中，按照不高于72°C /h的速度升 溫至800-85(TC，保溫4-5h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至980-102(TC，保溫 3. 5-4h后出爐，在55-70°C的水中淬火至270-350°C;返回電爐中升溫至625-635°C，進(jìn)行低 溫回火處理，保溫2h后，出爐空冷。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK104152809SQ201410337992
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】馬中亮, 于興仁 申請(qǐng)人:江蘇南山冶金機(jī)械制造有限公司