[發明專利]應用于行星軋機軋制銅及銅合金的高溫合金芯棒及其制備方法

有效

• 申請號: 201811484668.2
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109402424B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李華兵;王顏臣;李淑蘋
• 申請（專利權）人: 江蘇隆達超合金航材有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/05;B22C9/04;C22F1/10;C23C10/48
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;張仕婷

本發明涉及一種應用于行星軋機軋制銅及銅合金的高溫合金芯棒及其制備方法，屬于金屬加工技術領域。其包括Cr 11.50%?14.00%、Mo 3.80%?5.2%、Al 5.50%?6.50%、Ti 0.50%?1.00%、Nb+Ta 1.80?2.80%、B 0.005?0.020%、C 0.08%?0.20%、Zr 0.050%?0.20%、Si≤0.50%、Mn≤0.50%、P≤0.015%、S≤0.015%、Fe≤2.50%、其余為Ni。本發明制備過程為真空感應熔煉制備母合金鑄錠，真空感應重熔，通過熔模鑄造制備出高溫合金芯棒毛坯，將毛坯進行熱等靜壓處理及隨后熱處理，然后將其進行打磨精加工，最后將芯棒進行表面滲鋁處理以增加表面硬度及高溫下的耐腐蝕性能。本發明制備所得高溫合金芯棒具有較高的綜合力學性能、疲勞壽命高、高溫強度高，明顯提高模具的使用壽命，且制備工藝簡單，流程短。

技術領域

本發明涉及一種應用于行星軋機軋制銅及銅合金的高溫合金芯棒及其制備方法，屬于金屬加工技術領域。

背景技術

三輥行星軋機軋制空心銅及銅合金錠技術是高效制備銅及銅合金管材的技術方法。相比于熱擠壓法制備統計銅合金管材技術，行星軋機軋制空心銅錠技術具有以下優點：（1）成材率高；（2）生產效率明顯提高；（3）生產成本低，節能效果明顯；（4）能夠制備短管，長管及小、大盤重的銅及銅合金管。

然而在實際生產過程中，行星軋機軋制紫銅管工藝已經成熟，芯棒采用H13材料及國產Y4材料均能滿足使用要求。而當軋制銅合金時，則對芯棒的要求較高，較為成熟的是用于黃銅管的軋制，但是配套的芯棒使用壽命依然較低，而對于白銅管等其它銅合金管材的軋制芯棒則要求更高。H13及Y4等材質的芯棒在使用過程中由于軋制過程產生大量的熱，溫度急劇上升，造成芯棒外表面易粘銅，特別的在軋制銅合金時，由于軋制溫度高，粘銅極為嚴重，每軋一只就需要對芯棒外表面進行修磨，嚴重影響了生產效率。且粘銅部位正是軋制受力點處，該受力點處損傷較為嚴重，造成嚴重損傷的原因主要有：（1）銅合金軋制過程中溫升較快，且銅合金硬度及強度較高；（2）芯棒材質高溫下的硬度低；（3）高溫下的疲勞性能差；（4）芯棒散熱效率低。芯棒的使用性能直接影響到軋制管材內表面質量、軋制效率以及軋制成本。

如何提高行星軋機芯棒使用壽命及使用性能成為提高生產效率、成材率及產品質量的關鍵。H13模具鋼由室溫到600℃左右的溫度范圍內，其屈服強度、抗拉強度、彈性模量隨溫度的增加接近線性的緩慢降低，而高于600℃左右時，其強度和韌性快速下降，失去承載能力。如何找出一種更適合制備銅及銅合金的行星軋機芯棒成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是在于克服上述不足之處，提供一種應用于行星軋機軋制銅及銅合金錠的高溫合金芯棒及其制備方法，其采用一種高溫下力學性能穩定、優異，具有高的疲勞壽命，軋制過程中傳熱效率更高的行星軋機芯棒。

本發明的技術方案，應用于行星軋機軋制銅及銅合金的高溫合金芯棒，按質量百分比計算：包括Cr 11.50%-14.00%、Mo 3.80%-5.2%、Al 5.50%-6.50%、Ti 0.50%-1.00%、Nb+Ta 1.80-2.80%、Si≤0.50%、Mn≤0.50%、P≤0.015%、S≤0.015%、Fe≤2.50%、其余為Ni。

按質量百分比計控制其中微量元素如下： B 0.005-0.020%、C 0.08%-0.20%、Zr0.050%-0.20%。

應用于行星軋機軋制銅及銅合金的高溫合金芯棒，包括定徑帶、導向錐、外螺紋，冷卻孔和內螺紋；所述定徑帶前端設有導向錐，末端設有外螺紋；所述定徑帶內部設有冷卻孔，沿冷卻孔上設有內螺紋。

所述外螺紋為圓形螺紋，所述圓形螺紋的直徑小于定徑帶的直徑。

所述定徑帶中心位置2-4cm長度壁厚不加工內螺紋。