[發明專利]一種鎳基粉末高溫合金的平模熱擠壓工藝

在審

• 申請號: 202110865042.1
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113305289A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 陳蕾蕾;瞿宗宏;宋嘉明;白瑞敏;羅成;賴運金;王慶相;梁書錦
• 申請（專利權）人: 西安歐中材料科技有限公司
• 主分類號: B22F3/15
• 分類號: B22F3/15;B22F3/20;B22F3/24;B22F9/14;C22C1/04
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 胡維

本發明屬于粉末冶金材料技術領域，涉及一種鎳基粉末高溫合金FGH4096的平模熱擠壓工藝，通過在熱等靜壓處理后的鎳基粉末高溫合金FGH4096坯料表面均勻涂抹抗氧化劑，可大大減少坯料高溫加熱后的氧化，減少坯料表面的氧化皮，可降低擠壓過程中的阻力，也會減少因為太多氧化皮導致擠壓棒材表面質量變差的現象；另外，控制坯料從出爐轉移到擠壓工作臺的轉移時間≤50s，且在此期間對坯料表面快速均勻噴撒玻璃潤滑劑，以降低擠壓過程中的阻力、減少抗力。該工藝，能夠避免坯料熱擠壓過程開裂，消除原始顆粒邊界物(PPB)，閉合熱誘導孔洞，細化晶粒，調整析出相的分布，同時還能夠提高塑性和疲勞壽命。

技術領域

本發明屬于粉末冶金材料技術領域，涉及鎳基粉末高溫合金，具體涉及一種鎳基粉末高溫合金FGH4096的平模熱擠壓工藝。

背景技術

鎳基粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制備的鎳基高溫合金，具有組織均勻、無宏觀偏析、合金化程度高、屈服強度高、抗氧化性能和抗疲勞性能好等優點，因此其是熱結構部件的常用材料之一。FGH4096高溫合金作為典型的第二代粉末高溫合金，具有高的蠕變強度、裂紋擴展抗力以及損傷容限，最高使用溫度可達530℃。利用其制造的高壓渦輪盤、封嚴環和粉末盤等，廣泛應用于航空發動機渦輪盤等熱端部件上。

熱擠壓工藝綜合了熱壓縮和熱加工變形的特點，能夠明顯改善合金的冶金質量，提高并發揮合金的潛在性能。FGH4096高溫合金的熱擠壓工藝，能夠消除熱等靜壓合金中原始顆粒邊界(PPB)這種嚴重缺陷，閉合熱誘導孔洞，還能夠細化晶粒，調整γ^′析出相均勻分布，提高合金的塑性和壽命，同時為后續熱加工或熱處理工藝提供良好的顯微組織準備。

由于高溫合金在高溫下仍然具有很高的強度，而且塑性不好。目前，在粉末渦輪盤件的制造過程中，擠壓工序中坯料極易開裂，而影響粉末鎳基高溫合金的熱擠壓工藝主要涉及坯料的潤滑，抗氧化處理，擠壓模具設計，擠壓比，擠壓速度，擠壓溫度和模角以及包套材料等參數。因此如何提高FGH4096合金的熱塑性，研究FGH4096合金成熟的熱擠壓工藝參數，就成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種鎳基粉末高溫合金FGH4096的平模熱擠壓工藝。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種鎳基粉末高溫合金FGH4096的平模熱擠壓工藝，具體包括：

步驟1)、將使用等離子旋轉電極制粉方法獲得的鎳基高溫合金FGH4096粉末進行靜電去夾雜、篩分后獲得粒度15~53μm的合格粉末；

步驟2)、將獲得合格粉末置于不銹鋼包套中，進行真空裝粉、脫氣與封焊處理；

步驟3)、對裝滿粉的不銹鋼包套進行熱等靜壓處理得到坯料；

步驟4)、在步驟3)得到的坯料表面均勻涂抹抗氧化劑，并加熱到200~250℃，保溫2~4h，空冷至室溫；

步驟5)、將步驟4)處理后的坯料在加熱爐內加熱至450~550℃，保溫2~8h，然后以10~20℃/s的速度升溫至1050~1100℃；

步驟6)、將步驟5)處理后的坯料轉移至擠壓工作臺進行熱擠壓得到擠壓棒材；其中，所述坯料從出加熱爐轉移到擠壓工作臺的轉移時間≤50s，且在所述轉移時間內對坯料表面均勻噴撒玻璃潤滑劑，所述擠壓工作臺的擠壓比為4:1~7:1，擠壓桿速度為30~80mm/s；

步驟7)、對步驟6)得到的擠壓棒材進行冷卻處理，得到擠壓態鎳基粉末高溫合金FGH4096棒材。

進一步，所述步驟1)中鎳基高溫合金FGH4096粉末的夾雜含量小于3個/500g。

進一步，所述步驟3)的不銹鋼包套為冶金結合的316不銹鋼。

進一步，所述步驟3)采用熱等靜壓爐進行熱等靜壓處理，所述熱等靜壓爐的工作溫度為1070~1130℃，保溫時間為2~4h。