[發明專利]一種活塞環用高合金線材成型加工工藝

有效

• 申請號: 201810152003.5
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108342556B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 林承鑫;謝禮忠;黃茂挺;鄭智群;徐智勇;吉斌杰;鄭建平;李細堅;盧奇霞
• 申請（專利權）人: 福建東亞機械有限公司
• 主分類號: C21D8/06
• 分類號: C21D8/06;C22F1/10;B21C37/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種活塞環用高合金線材成型加工工藝，包括如下步驟：1、根據成品線材規格確定進料圓絲直徑和力學性能；2、通過軋機進行軋制預成型，將圓絲加工成截面為矩形的線材；3、對軋制預成型后的半成品進行固溶處理；4、對經固溶處理后的半成品進行拉抜成型，使其達到成品尺寸；5、對拉拔成型后的線材進行去應力固溶處理，調整線材直線度；6、進行時效處理。本發明通過合適的進料圓絲直徑和性能的選擇、合適的軋制速度、一次軋制變形量的確定及固溶處理+時效處理的綜合熱處理工藝，可獲得以性能優異的馬氏體組織，從而滿足活塞環線材具有良好的加工性能和良好的抗高溫氧化性能，抗疲勞性能和極好耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及一種線材成型工藝，尤其涉及一種活塞環用高合金線材成型加工工藝。

背景技術

高溫合金材料因其具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，主要應用在航空航天領域，目前在國內市場上尚沒有直接用于生產活塞環的成品絲材。由于高溫合金的高合金化，使得合金內部組織結構復雜，對熱加工工藝特別敏感，因此在軋制成型過程中加工硬化明顯，在加工過程中極易造成工裝模具磨損，使得軋制精度下降，所軋制絲材的表面質量降低，并造成工裝模具壽命降低，增加制造成本，無法滿足活塞環批量生產的要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種抗疲勞、抗輻射，抗氧化且具有極好耐腐蝕性能和良好加工性能的活塞環用高合金線材成型加工工藝。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種活塞環用高合金線材成型加工工藝，包括如下步驟：

步驟一：根據成品線材規格確定進料圓絲直徑和力學性能；

步驟二：通過軋機進行軋制預成型，將圓絲加工成截面為矩形的線材；

步驟三：對軋制預成型后的半成品進行固溶處理；

步驟四：對經固溶處理后的半成品進行拉拔成型，使其達到成品尺寸；

步驟五：對拉拔成型后的線材進行去應力固溶處理，調整線材直線度；

步驟六：隨后進行時效處理，調整線材硬度、抗拉強度、延伸率使其適于活塞環的繞圓、研磨機加工處理，制得所述活塞環用高合金線材。

上述技術方案，步驟一中所述進料圓絲截面積為成品線材截面積的1.4~1.6倍，進料圓絲硬度為175~225HV，抗拉強度≥830MPa，延伸率≥50%。

上述技術方案，步驟二中軋制預成型的半成品線材厚度為成品線材厚度的1.3~1.5倍，寬度為成品線材寬度的1.0~1.2倍，軋制預成型線材進料速度為10~15m/min。

上述技術方案，步驟三和步驟五中所述的固溶處理工藝相同，具體工藝過程為：固溶處理溫度為900℃～950℃，保溫時間為12~18min，保溫結束后在淬火油中進行冷卻，淬火油溫度為50~75℃。

上述技術方案，所述步驟四中對半成品進行拉拔成型為成品尺寸時的線材走料速度為8~10m/min。

上述技術方案，所述步驟六中時效處理包括兩個保溫臺階，第一保溫臺階溫度為700~750℃，保溫時間為30~33min，隨后降溫至620~650℃進行第二階段保溫，保溫時間為60~66min，保溫結束后在水中進行冷卻，冷卻水溫度為10~35℃。

上述技術方案，經步驟六時效處理后高合金線材的材料組織為由γ'、γ、δ、NbC相組成的馬氏體組織。

上述技術方案，所述步驟六中經時效處理后線材硬度為54～64HR30N，抗拉強度≥1100MPa，延伸率≥6%。

上述技術方案，所述高合金線材所用的原料為GH4169鎳基高溫合金或GH4700鎳基高溫合金。