[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋯合金模鍛件的制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110509087.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113385624B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫敏;段曉輝;孫子城
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寶雞市渭濱區(qū)怡鑫金屬加工廠
• 主分類(lèi)號(hào): B21J5/00
• 分類(lèi)號(hào): B21J5/00;B21H1/06;C22C1/03;C22C16/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專(zhuān)利代理有限公司 11429
• 代理人: 石淑珍

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋯合金模鍛件的制備工藝，包括配料、制備鑄錠、鍛造、制備圓柱凸臺(tái)坯料、沖孔、碾環(huán)擴(kuò)孔、退火步驟。在機(jī)械制備的過(guò)程中選用制備模具、碾環(huán)模具進(jìn)行模鍛件成品的制備。該制備工藝通過(guò)對(duì)選料方面的嚴(yán)格控制，及各個(gè)原料重量占比的進(jìn)一步控制，以制得具有高性能的鋯合金模鍛件坯料，而具體通過(guò)多步驟的制備方法及采用不同的模具，制得具有較高精度尺寸的鋯合金模鍛件，并通過(guò)碾壓模具在將中間坯料碾壓變形的過(guò)程中，有效的限制模具兩側(cè)壁的形變凸起，單使其壁厚逐漸減小，進(jìn)而限制并杜絕中間坯料側(cè)壁在碾壓外力下發(fā)生的形變狀態(tài)，避免在發(fā)生形變凸起后還需要后期再次修復(fù)的操作及難度，以減少形變對(duì)成品力學(xué)性能的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋯合金制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋯合金模鍛件的制備工藝。

背景技術(shù)

合金是將兩種或兩種以上的金屬元素或以金屬為基添加其他非金屬元素通過(guò)合金化工藝(熔煉、機(jī)械合金化、燒結(jié)、氣相沉積等等)而形成的具有金屬特性的金屬材料。不同的金屬元素加之不同的制備工藝可以制備具有多種物理特性的合金成品，以適用于不同環(huán)境下的使用要求。

鋯元素容易吸收氫、氮和氧氣，對(duì)氧的親和力很強(qiáng)，其具有耐腐蝕性、可塑性好，易于加工等優(yōu)點(diǎn)。鋯在加熱時(shí)能大量地吸收氧、氫、氮等氣體，可用作貯氫材料。鋯合金以鋯為基體加入其他元素而構(gòu)成的有色合金。主要合金元素有錫、鈮、鐵等。鋯合金在300～400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學(xué)性能。而鋯合金在制備成模鍛件后，由于機(jī)械加工的外加施力，使得鋯合金模鍛件的整體力學(xué)性能進(jìn)一步下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種鋯合金模鍛件的制備工藝，包括坯料制備及機(jī)械成型制備兩大步驟，在稿合金具有較多特性優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提高其力學(xué)性能，進(jìn)而整體提高鋯合金制備坯料的優(yōu)異性能。而通過(guò)機(jī)械成型制備在機(jī)械成型模鍛件的過(guò)程中，有效的降低模鍛坯料的形變，以保證與制備坯料具有相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1、配料

選用O含量≤0.05％、Fe含量≤0.05％的海綿鋯、及氧化鋯、鋯鈮合金、鐵釘，且四者的重量比范圍為96～97％的海綿鋯、0.4～0.6％的氧化鋯、2.5～3.5％的鋯鈮合金、及0.05～0.06％的鐵釘；

S2、制備鑄錠

將海綿鋯、氧化鋯、鋯鈮合金、以及鐵釘按重量比配比重量份后，在真空自耗電弧爐內(nèi)熔煉成規(guī)格為的鑄錠，其O含量為0.14％～0.16％、Fe含量為0.08％～0.1％；

S3、鍛造

一火鍛造：將鑄錠加熱至1010～1030℃，保溫360～400min，采用快鍛機(jī)圓周整形至至□500×900mm，在沿其長(zhǎng)度方向下鐓至500mm高，再反向拔長(zhǎng)至□500×900mm，如此循環(huán)做三次鐓拔，并最后滾圓至得到一火坯料；

二火鍛造：將一火坯料裝爐加熱至830～850℃，保溫360～400min，做鐓拔，先將800mm高下鐓至500mm高，再沿原向拔長(zhǎng)至800mm高，如此循環(huán)做三次鐓拔，并最終成型□350×1850mm，得到二火坯料；

三火鍛造：將二火坯料切料打磨并加熱至820～830℃，接著整形至得到初始坯料；

S4、制備圓柱凸臺(tái)坯料

選用制備模具將初始坯料下鐓至小直徑端為大直徑端為的圓柱凸臺(tái)坯料；

S5、沖孔

將圓柱凸臺(tái)坯料加熱至820℃回火保溫120～150min，接著沖的孔，最后再用沖芯擴(kuò)孔至同時(shí)得到小直徑端為大直徑端為的中間坯料；

S6、碾環(huán)擴(kuò)孔