[发明专利]通过表面涂层改善金属合金的热加工性

说明书

本申请是申请日为2012年1月3日、申请号为201280005578.5、发明 名称为“通过表面涂层改善金属合金的热加工性”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及合金锭和其他合金工件以及加工其的方法，并且特别是通 过在其上提供表面涂层而改善合金锭和其他合金工件的热加工性的方法。

发明背景

各种合金可以称为“裂纹敏感性的”。由裂纹敏感性合金所组成的锭和 其他工件可在热加工操作中沿其表面和/或边缘形成裂纹。由裂纹敏感性合 金形成制品可能是有问题的，因为，例如，在锻造或其他热加工操作中形 成的裂纹可能需要被磨掉或以其他方式除去，这会增加生产时间和费用并 减少产量。

在某些热加工操作中，如锻造和挤压，模具对合金工件施力以使工件 变形。在模具的表面和合金工件的表面之间的相互作用可能涉及传热、摩 擦和磨损。一种用于在热加工过程中减少表面和边缘开裂的常规技术为在 热加工前将合金工件装入金属合金罐中。例如，对于一个圆筒形工件来说， 合金罐的内径可能稍大于工件的外径。可将合金工件插入合金罐中，从而 使合金松散地围绕工件且使模具与合金罐的外表面相接触。合金罐对所装 入的工件进行热绝缘和机械保护，从而消除或减少在工件上形成裂纹的发 生率。合金罐通过工件和合金罐的内表面之间的空气间隙的作用以及直接 抑制合金工件向环境中的散热而对合金工件进行热绝缘。

合金工件的罐装操作可能会导致各种缺点。例如，模具和合金罐的外 表面之间的机械接触可能会分裂合金罐。在一个特定方面，在对装罐的工 件进行镦锻和落段的锻造过程中，合金罐可能会在拖拉的操作中裂开。在 这种情况下，合金工件可能需要在多重镦锻和落段的锻造操作中的每个镦 锻和落段循环之间进行重新罐装，这会增加工艺的复杂性和费用。进一步 地，合金罐可能会影响操作者从视觉上监测罐装的合金工件表面的裂纹和 其他加工导致的缺陷。

鉴于上述缺点，提供一种对裂纹敏感性合金进行热加工的更有效和/或 更具成本效益的方法将会是有利的。更一般地来说，提供一种用于改善合 金锭和其它合金工件的热加工性的方法将会是有利的。

发明内容

根据某些非限制性实施方案描述用于加工合金锭和其它合金工件的方 法。

本文所公开的各种非限制性实施方案涉及通过在合金工件上提供表面 涂层而改善其热加工性的方法。在根据本发明的一个非限制性实施方案中， 一种加工合金工件的方法包括：将玻璃材料沉积在合金工件的至少一部分 上；以及加热玻璃材料以在合金工件上形成减少源自合金工件热损失的表 面涂层。在本方法的各种非限制性实施方案中，玻璃材料可选自玻璃织物、 玻璃颗粒和玻璃带。在各种非限制性实施方案中，将玻璃材料沉积在工件 的至少一部分上可能包括布置、喷涂、涂画、喷淋、滚轧、浸渍、包裹和 捆绑中的至少一种。在各种非限制性实施方案中，加热玻璃材料包括将玻 璃材料加热至1000°F至2200°F的温度。在各种非限制性实施方案中，工件 包括从镍基合金、镍基超合金、铁基合金、镍-铁基合金、钛基合金、钛镍 基合金和钴基合金中所选的材料。在本方法的各种非限制性实施方案中， 工件可包括或选自锭、坯、棒、板、管、烧结预成型件等。在本方法的各 种非限制性实施方案中，该方法还包括在加热玻璃材料之后，进行一个或 多个选自下列的步骤：通过模具和辊中的至少一个对工件施力以使工件变 形；对工件进行热加工，其中热加工包括锻造和挤压中的至少一种；冷却 工件；通过喷丸、研磨、剥离和车削中的至少一种将表面涂层的至少一部 分从工件移除；以及其的任意组合。

在根据本发明的另一个非限制性实施方案中，一种对工件进行热加工 的方法包括：将玻璃纤维毯布置在合金工件表面的至少一部分上；加热玻 璃纤维毯以在工件上形成表面涂层；通过模具和辊中的至少一个对工件施 力以使工件变形，其中模具和辊中的至少一个与工件表面的表面涂层相接 触；以及将表面涂层的至少一部分从工件移除。在各种非限制性实施方案 中，模具和辊中的至少一个与工件表面上表面涂层的至少一个剩余部分相 接触。在本方法的各种非限制性实施方案中，工件可包括或选自锭、坯、 棒、板、管、烧结预成型件等。

进一步地，根据本发明的非限制性实施方案涉及根据本发明的任何方 法制成或加工的合金工件。