[發(fā)明專利]汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用異型棒材及其加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410364539.5
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104174685A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡進(jìn);馬勝斌;余志川;羅通偉
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)江油長城特殊鋼有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 鐘瑩潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材及其加工方法。

背景技術(shù)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N冷拔型鋼主要用于核電機(jī)組，其成品形狀為不全對稱的異型棒材并且成品異型棒材的橫截面形狀具體如圖1所示，要求具有高強(qiáng)度，其材料設(shè)計(jì)的強(qiáng)度指標(biāo)遠(yuǎn)高于一般棒材、管材的技術(shù)要求，并且材料的尺寸規(guī)格大，尺寸精度、表面質(zhì)量要求及其嚴(yán)格，目前國內(nèi)核電機(jī)組轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材全部由日本負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和供應(yīng)。其中，SUS304N是日本牌號，其對應(yīng)于國內(nèi)牌號0Cr19Ni9N，屬于耐熱不銹鋼，并且因氮的加入，使得材料在塑性不變的情況下具有更高的強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于化工及原子能工業(yè)用設(shè)備。

作為轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異形棒材要求具有高強(qiáng)度、硬度，同時要求具有高的尺寸精度和表面粗糙度以確保使用的安全，這些高要求給坯料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)以及成品生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來較大難題，一直以來我國國內(nèi)未能成功研制并生產(chǎn)出批量的替代產(chǎn)品。

曾經(jīng)系統(tǒng)論證熱軋+冷拉成材的加工方式，即將圓鋼熱軋成初始型棒材即冷拉坯料，經(jīng)過固溶熱處理后再進(jìn)行冷態(tài)拉制。因成品為不全對稱異型材，所以采用熱軋方式制作冷拉坯料時需設(shè)計(jì)專用孔型軋輥，變形工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，軋輥系列孔型設(shè)計(jì)、配置以及導(dǎo)衛(wèi)裝置的配置等涉及的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、參數(shù)較多，個別參數(shù)、配置不合理就會導(dǎo)致軋制成品出現(xiàn)折疊、扭彎、螺旋彎等缺陷致矯直困難、表面質(zhì)量較差無法完全清理表面缺陷，若不是采用專用軋機(jī)生產(chǎn)，則頻繁更換軋輥孔型非常繁瑣和復(fù)雜，生產(chǎn)組織很不經(jīng)濟(jì)，更無法保證成品率和工業(yè)化的大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題中的一個或多個。

本發(fā)明的目的在于提供一種采用熱擠壓結(jié)合冷拔方式生產(chǎn)高強(qiáng)度轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異形棒材的方法，以滿足核電機(jī)組的使用要求并打破日方壟斷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材的加工方法，所述加工方法包括以下步驟：a、冶煉SUS304N目標(biāo)棒材，鍛造所述SUS304N目標(biāo)棒材得到擠壓坯料；b、將所述擠壓坯料進(jìn)行預(yù)熱、一次加熱、二次加熱和潤滑后進(jìn)行熱擠壓得到冷拔坯料，其中，預(yù)熱溫度為850～950℃，一次加熱溫度為1100～1180℃，二次加熱溫度為1195～1220℃，所述冷拔坯料的橫截面形狀與異型棒材的橫截面形狀相同并且冷拔坯料的橫截面面積比異型棒材的橫截面面積大28～32％；c、將冷拔坯料進(jìn)行四道次冷拔得到異型棒材，控制第一道次冷拔的減面率為5～7％、第二道次冷拔的減面率為9～10％、第三道次冷拔的減面率為4～5％，第四道次冷拔的減面率為2～3％，并且控制四道次冷拔的總減面率為19～23％，其中，在每次冷拔前進(jìn)行壓矯和表面處理，在第一次冷拔后進(jìn)行固溶熱處理并在每道次冷拔后進(jìn)行去應(yīng)力退火熱處理。

根據(jù)本發(fā)明的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材的加工方法的一個實(shí)施例，所述六邊形包括互相平行的上底邊a與下底邊b、互相對稱的左上邊c與右上邊d、互相對稱的左下邊e與右下邊f(xié)，并且所述六邊形的對稱軸為從上底邊a的中點(diǎn)至下底邊b的中點(diǎn)的連線，其中，上底邊a的長度為35.54mm、下底邊b的長度為60.61mm、左上邊c與左下邊e的交點(diǎn)至右上邊d與右下邊f(xié)的交點(diǎn)之間的距離為66.61mm，上底邊a與下底邊b之間的垂直距離為26.3mm，左上邊c與左下邊e的交點(diǎn)至右上邊d與右下邊f(xié)的交點(diǎn)的連線至下底邊b之間的垂直距離為10.8mm，上底邊a的延長線與左上邊c或右上邊d之間的夾角α為45°，控制長度尺寸公差為(+0，-0.3)mm，控制角度尺寸公差為(+0，-0.5°)。

根據(jù)本發(fā)明的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材的加工方法的一個實(shí)施例，以重量百分比計(jì)，所述SUS304N目標(biāo)棒材包括C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.030％、N?0.10～0.20％、Ni?8.00～10.50％、Cr?18.00～20.00％以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子槽鍥用SUS304N異型棒材的加工方法的一個實(shí)施例，在步驟a中，采用非真空感應(yīng)冶煉電極棒和電渣重熔冶煉電渣棒獲得SUS304N目標(biāo)棒材，再采用快鍛機(jī)鍛造所述SUS304N目標(biāo)棒材得到擠壓坯料，并將所述擠壓坯料進(jìn)行探傷檢驗(yàn)、矯直、切頭尾、剝皮后進(jìn)行熱擠壓。