[發(fā)明專利]GH4169合金鋼圓棒的鍛造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911044686.3
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110614338B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉序江;李俊洪;羅許;肖強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J1/06
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 成杰

本發(fā)明涉及一種GH4169合金鋼圓棒的鍛造方法，屬于金屬材料的鍛造加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過合理控制鍛造溫度、送進(jìn)速度、旋轉(zhuǎn)角度、錘擊頻率以及鍛造過程表面及心部溫差等工藝參數(shù)，達(dá)到合理控制鍛造過程中鍛件心部軸向拉應(yīng)力，增加心部等效應(yīng)變，增加縮孔焊合率，降低鍛件裂紋缺陷，提高鍛件質(zhì)量。同時由于心部等效應(yīng)變的增加，鍛件組織均勻性增加。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明通過上述鍛造方法，將GH4169合金探傷合格率從66.2％提升到78.5％，斷面晶粒度差異由原來的3級減小到1.5級以下。本發(fā)明通過工藝參數(shù)控制，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的，不用改變道次鍛造比，無額外成本，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種GH4169合金鋼圓棒的鍛造方法，屬于金屬材料的鍛造加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

GH4169合金鋼是一種耐腐蝕性強(qiáng)的鎳基變形高溫合金，具有良好的抗氧化、高強(qiáng)度韌性以及良好的機(jī)械加工性能。廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)、擠壓模具、燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域。因?yàn)槠鋺?yīng)用的領(lǐng)域相對高端，所以用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求高。一般要求晶粒度差異在2級以內(nèi)，對探傷裂紋等缺陷更是零容忍。GH4169合金鋼由于其變形抗力大，合金成分含量高，容易造成較大的熱應(yīng)力及組織轉(zhuǎn)變不均勻的問題，從而導(dǎo)致GH4169合金鋼的成材率一直處于很低的水平。

對于GH4169合金鋼的鍛造質(zhì)量問題的研究一直在進(jìn)行。專利文獻(xiàn)CN101036931A公開了一種GH4169合金盤形鍛件在空氣中的近等溫鍛造方法，其工藝過程為：加熱GH4169合金原始棒料到995℃～1005℃后采用墩拔+沖孔+輾軋方法制作GH4169細(xì)毛坯，然后加熱細(xì)晶毛坯到995～1005℃和鍛模到950～965℃，同時加熱細(xì)晶毛坯和鍛模保持加熱溫濕度；在55MN～65MN的鍛造壓力和0.01s-1～0.05s-1的應(yīng)變速率下鍛模鍛壓細(xì)晶毛坯成形，獲得盤形鍛件，盤形鍛件水冷處理。該方法獲得晶粒細(xì)小、強(qiáng)度高、形狀復(fù)雜的GH4169合金盤形鍛件。

專利文獻(xiàn)CN108160890A公開了一種抑制鋼錠熱鍛墩粗時表面開裂的鍛造方法，該方法在鋼錠墩粗時中部腰鼓位置的直徑大于鋼錠端部直徑的1.1倍后，將鋼錠翻轉(zhuǎn)90°，對鋼錠的腰鼓進(jìn)行輕壓，單邊壓下量為鋼錠中部腰鼓位置直徑與鋼錠端部直徑之差的1/4到3/8。將鋼錠腰鼓輕壓一周，然后再將鋼錠翻轉(zhuǎn)90°，回到原來直立位置，繼續(xù)墩粗。從而抑制鋼錠表面開裂。

上述專利文獻(xiàn)均未涉及GH4169合金鋼在鍛造加工圓棒材時的生產(chǎn)工藝，GH4169合金鋼圓棒的成材率較低，鍛件質(zhì)量差的問題沒有得到解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種GH4169合金鋼圓棒的鍛造方法，能有效降低GH4169合金圓棒鍛造開裂缺陷率，降低中心疏松縮孔對鍛材質(zhì)量的影響，同時還能一定程度上改善鍛材的組織均勻性，并提高GH4169合金鋼圓棒的成材率。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：GH4169合金鋼圓棒的鍛造方法，其特征在于，包括如下步驟：

將外直徑尺寸為350mm～500mm的圓形鑄坯進(jìn)行加熱處理，要求加熱后的鑄坯整體溫度均勻，鑄坯表面溫度和心部溫度均控制在1090℃±20℃以內(nèi)；

將上述加熱后的鑄坯出爐進(jìn)行鍛造，鍛造工藝為一次加熱六趟鍛造，鍛件成品尺寸為150mm～240mm；

鑄坯出爐至第一趟開鍛的時間間隔為180s～220s，優(yōu)選為200s；

第一趟開鍛的鍛件表面溫度控制為930℃±20℃，表面與心部溫差控制在130℃～190℃，此處溫差通過控制空冷時間達(dá)到；表面與心部溫差優(yōu)選按照目標(biāo)值160℃進(jìn)行控制；

第一趟鍛造過程的送進(jìn)速度控制在3.0m/s～4.5m/s，優(yōu)選為3.0m/s；旋轉(zhuǎn)送進(jìn)角度控制在14.0度/錘～14.5度/錘，優(yōu)選為14.5度/錘；旋轉(zhuǎn)送進(jìn)角度與鍛造送進(jìn)速度呈反相關(guān)控制，即鍛造送進(jìn)速度越大，旋轉(zhuǎn)送進(jìn)角度越小；鍛造錘擊頻率控制在100次/分～150次/分；