[發(fā)明專利]一種Inconel600合金管的離心鑄造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310269895.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN103343261A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇雙勤民生冶化設(shè)備制造有限公司
• 主分類號(hào): C22C19/05
• 分類號(hào): C22C19/05;B22D13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Inconel600合金管的離心鑄造方法。

背景技術(shù)

Inconel600合金是一種典型的鎳基合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優(yōu)良的冷熱加工和焊接性能，廣泛應(yīng)用于鈦白粉、石化、核電等領(lǐng)域。然而源于其合金材質(zhì)特性，Inconel600合金管現(xiàn)階段只能由軋制工藝加工而成。目前，材質(zhì)優(yōu)良的Inconel600合金管主要來自于進(jìn)口，其價(jià)格昂貴，采購周期長，這些因素嚴(yán)重影響了Inconel600合金管的推廣應(yīng)用。

離心鑄造是將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的模筒里，在離心力作用下填充模筒并固定成型的鑄造方法。該方法有利于提高鑄件晶粒度及其相關(guān)力學(xué)性能，是一種優(yōu)異的金屬構(gòu)件鑄造工藝。但是對(duì)Inconel600合金而言，其合金液體流動(dòng)性差，不易成型，因此利用離心鑄造工藝制造高質(zhì)量的產(chǎn)品存在難度。有關(guān)Inconel600合金的離心鑄造技術(shù)至今未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Inconel600合金管的離心鑄造工藝，通過工藝條件和參數(shù)的合理選擇，該方法制備的產(chǎn)品具有優(yōu)異的物理和應(yīng)用性能，可代替Inconel600軋制管，可大大節(jié)約成本和采購周期。

本發(fā)明采用中頻電爐冶煉技術(shù)，具體采用如下技術(shù)方案。

一種Inconel600合金管的離心鑄造方法，包括以下步驟：

（1）以金屬鉻、金屬鎳、Q235鋼、硅鐵和錳鐵為原料，按照下述各元素比例進(jìn)行稱量配比以備用：基于原料總質(zhì)量，C≤0.15%，Cr?14～17%，F(xiàn)e?6～10%，Mn≤1.0%，Cu≤0.5%，Si≤0.5%，S≤0.015%,?P≤0.015%,Ni余量；

（2）將原料和離心鑄造用金屬模筒在250℃左右烘烤半小時(shí)以上，去除吸附的水分；

（3）將金屬鎳、金屬鉻和Q235鋼加入中頻電爐熔煉，待溫度達(dá)到1650～1670℃時(shí)出爐，然后加入硅鐵和錳鐵，得到合金液體；

（4）待合金液體冷卻至1610～1630℃時(shí)，將其倒入轉(zhuǎn)速為400～500r/min的模筒；

合金液體完全澆入后，在30s內(nèi)將轉(zhuǎn)速勻速升至1600～1650r/min，并在該轉(zhuǎn)速保持15分鐘；

隨后使用循環(huán)水對(duì)模筒外表面進(jìn)行降溫，并在40s內(nèi)勻速降至800～1000r/min，保持該轉(zhuǎn)速5分鐘，再在20s內(nèi)降至300～500r/min，保持該轉(zhuǎn)速5分鐘，接著將轉(zhuǎn)速緩慢降至0；

（5）待溫度冷卻至50℃以下，將模筒吊出，隨后將成形的合金管段從模筒內(nèi)取出，并對(duì)管段內(nèi)外表面進(jìn)行機(jī)加工，得到Inconel600合金管成品。

上述離心鑄造方法中，原料鎳符合GB/6516《電解鎳》標(biāo)準(zhǔn)要求，原料鉻符合GB3211《金屬鉻》的要求，原料Q235B符合GB/T700-2006的要求，原料硅鐵符合GB/T2272-2009的要求，原料錳鐵符合GB/T3795-2006的要求。

步驟（2）中，所述金屬模筒的騎乘角為89～110°，內(nèi)孔尺寸為OD+4mm?（OD表示合金管產(chǎn)品外徑）。金屬模筒內(nèi)壁預(yù)先噴刷有涂料，用于降低模筒所受的熱沖擊和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻速度，并且管段冷卻后易于從筒內(nèi)拔出。涂層厚度通常為0.8～1mm，可用涂料種類對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易確認(rèn)的，本發(fā)明中，優(yōu)選使用由30％（wt）硅藻土、15%（wt）硅微粉、5.0％（wt）鈉基膨潤土和50％（wt）水組成的涂料組合物。

步驟（3）中，因?yàn)楣?、錳等元素易燒損，因此采用分步混合，將上述原料在澆注前加入。整個(gè)原料的熔煉和混合過程可以使用直讀光譜儀對(duì)試樣包進(jìn)行化學(xué)成分分析，以確?；瘜W(xué)成分達(dá)標(biāo)?？刹捎帽绢I(lǐng)域熟悉且公知的方法監(jiān)控熔煉溫度，如使用接觸式熱電偶測溫。

步驟（4）中，可采用本領(lǐng)域熟悉且公知的方法測定合金液體溫度，如采用紅外線測溫儀或接觸式熱電偶測溫等。倒入的合金液體占模筒容積的百分比可根據(jù)合金管產(chǎn)品的厚度要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，一般而言，合金液體占模筒容積在20-60%之間，優(yōu)選30-60%，更優(yōu)選40-60%，特別優(yōu)選50-60%。

步驟（5）中，合金管段形成后，通過后加工對(duì)其形貌和尺寸進(jìn)行優(yōu)化。一般而言，適用的加工步驟包括，但不限于，外表面車削、內(nèi)表面鏜孔等。管段內(nèi)孔和外圓經(jīng)機(jī)加工后，內(nèi)孔尺寸控制為，外圓尺寸控制為，表面粗糙度不超過3.2μmRa。其中，ID和OD分別表示預(yù)設(shè)合金管產(chǎn)品的內(nèi)孔和外圓尺寸大小，其誤差數(shù)值范圍的單位為mm。