[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金冷軋箔材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110269567.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN113182353B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田建軍;安寧;呂晨熠;張志偉;高楊;牛永吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北冶功能材料有限公司
• 主分類號(hào): B21B1/40
• 分類號(hào): B21B1/40;C22C1/02;C22C19/03;C22F1/10
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金冷軋箔材的制備方法，屬于高溫合金制造技術(shù)領(lǐng)域。采用純凈度高的純金屬原材料并進(jìn)行三聯(lián)冶煉，冶煉工藝選擇真空冶煉+電渣重熔+真空自耗重熔；將冶煉獲得的合金錠進(jìn)行均勻化熱處理，獲得高品質(zhì)的GH4169合金；對(duì)半成品進(jìn)行研磨和拋光，以保證在不損壞產(chǎn)品表面的前提下有效去除表面附著的異物；采用二十輥精軋機(jī)、合理控制冷軋變形量，最終獲得0.02～0.08mm成品箔材。使用本發(fā)明生產(chǎn)的GH4169成品箔材其固溶態(tài)斷后延伸率達(dá)到36％～48％、時(shí)效態(tài)抗拉強(qiáng)度達(dá)到1250MPa～1450MPa、表面粗糙度0.05μm～0.10μm、成品厚度精度達(dá)到±0.003mm的高品質(zhì)GH4169合金冷軋箔材。優(yōu)點(diǎn)在于，制備的GH4169合金冷軋箔材質(zhì)量?jī)?yōu)異，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)批量化穩(wěn)定化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫合金制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金冷軋箔材的制備方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一類涉及學(xué)科領(lǐng)域極其廣泛的高技術(shù)含量產(chǎn)品，其發(fā)展水平通常代表了一個(gè)國家的工業(yè)水平。蜂窩密封結(jié)構(gòu)是一種安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁上圍繞軸中心的環(huán)型槽中的關(guān)鍵部件，長(zhǎng)期經(jīng)受高溫、高壓、高腐蝕性的燃?xì)猓瑫r(shí)承受連接部件的拉壓作用，服役環(huán)境極其惡劣，要求制備蜂窩密封結(jié)構(gòu)的高溫合金箔材具有較高的延伸率和抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也對(duì)箔材表面粗糙度和厚度精度提出了更高要求。

GH4169合金含有Al、Ti、Mo、Nb等多種合金化元素，具有較好的力學(xué)性能，但其合金的內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的析出相，導(dǎo)致組織的不均勻性和力學(xué)性能、抗氧化性能的降低，在箔材成品和半成品表面產(chǎn)生具有一定厚度、顏色灰暗、質(zhì)地堅(jiān)硬的化合物薄膜，生產(chǎn)加工難度極大。國內(nèi)外還沒有此類高溫合金箔材制備方法的相關(guān)信息報(bào)道。

公開專利文獻(xiàn)CN201310225161.6中，介紹了一種0.1mm厚Ti2AlNb基合金箔材的冷軋工藝，雖然此專利文獻(xiàn)中同樣介紹使用了使用中間熱處理退火和控制冷軋變形量的問題，但在產(chǎn)品化學(xué)成分、使用用途，成品規(guī)格等方面和本發(fā)明有很大不同，并且沒有涉及產(chǎn)品尺寸公差和表面色差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)用鎳基高溫合金冷軋箔材的制備方法。該鎳基合金箔材主要用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵部件—蜂窩密封材料。通過本發(fā)明制備的GH4169合金冷軋箔材質(zhì)量?jī)?yōu)異高品質(zhì)GH4169合金冷軋箔材。可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明生產(chǎn)的GH4169成品箔材的性能為：固溶態(tài)斷后延伸率達(dá)到36％～48％、時(shí)效態(tài)抗拉強(qiáng)度達(dá)到1250MPa～1450MPa、表面粗糙度0.05μm～0.10μm、成品厚度精度達(dá)到±0.003mm。具體制備工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下：

采用純凈度高的純金屬原材料并進(jìn)行三聯(lián)冶煉，冶煉工藝選擇真空冶煉+電渣重熔+真空自耗重熔；將冶煉獲得的合金錠進(jìn)行均勻化熱處理，獲得高品質(zhì)的GH4169合金；對(duì)半成品進(jìn)行研磨和拋光，以保證在不損壞產(chǎn)品表面的前提下有效去除表面附著的異物；采用二十輥精軋機(jī)、合理控制冷軋變形量，最終獲得0.02～0.08mm成品箔材。使用本發(fā)明生產(chǎn)的GH4169成品箔材其固溶態(tài)斷后延伸率達(dá)到36％～48％、時(shí)效態(tài)抗拉強(qiáng)度達(dá)到1250MPa～1450MPa、表面粗糙度0.05μm～0.10μm、成品厚度精度達(dá)到±0.003mm的高品質(zhì)GH4169合金冷軋箔材。

所述的純凈度高的純金屬原材料為，選擇非金屬夾雜物總量不大于1.0級(jí)、氧氮硫三種元素含量總和不大于25ppm的高純凈度原材料，原材料形式為塊狀純金屬。

所述的真空冶煉采用真空度＜0.1Pa的真空熔煉爐進(jìn)行合金化，將合金化獲得的鋼錠進(jìn)行電渣重熔+真空自耗重熔，從而獲得三聯(lián)冶煉的GH4169合金鋼錠，電渣重熔和真空自耗重熔需在氬氣或氦氣等惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行。

進(jìn)一步的：三聯(lián)冶煉獲得的鋼錠進(jìn)行均勻化熱處理，加熱溫度為1050℃～1180℃，保溫40～60小時(shí)，消除合金凝固過程中出現(xiàn)的元素偏析，為后續(xù)加工提供成分均勻的優(yōu)質(zhì)鋼錠。