[发明专利]镍基GH4080A合金盘条的生产方法

说明书

本发明属于特种合金材料的加工及其制造技术领域，具体涉及一种镍基GH4080A合金盘条的生产方法。包括如下步骤：配料→真空感应冶炼→电渣重熔→热处理→锻造开坯→方坯修磨→热处理→轧制线材→在线固溶→精整，本申请用了真空感应熔炉和电渣重溶炉冶炼工艺手段获得电渣锭，电渣重熔采用了适宜的渣系配比以及熔炼氩气保护方法，有效解决了材料中易氧化元素Al、Ti的烧损问题，并显著提高了材料的纯净度，感应电极的Al、Ti保留率由以往的80%左右提高到了96%以上，材料性能提高，达标成品率高，原料成本投入少，生产过程易控制，高温性能好，表面成型好，成材率高，修磨去重量少，可控性好。

技术领域

本发明属于特种合金材料的加工及其制造技术领域，具体涉及一种镍基GH4080A合金盘条的生产方法。

背景技术

近年来，随着内燃机向大功率、低能耗、长寿命、低成本的方向发展，进而对气门材料，尤其是排气门材料，提出了更高的要求，需要良好的高温力学性能、高温抗氧化、耐腐蚀、耐磨性、组织稳定性以及良好的加工性能。

GH4080A在国家标准GB/T 12773-2008《内燃机气阀用钢及合棒材》中化学成分规定如下：C%：0.04-0.10，Si%≤1.0，Mn%≤1.00，P%≤0.020, S%≤0.015,Cr%:18.00-21.00,Cu%≤0.20,Al%:1.00~1.80,Ti%:1.80-2.70,Fe%≤3.00，Co%≤2.00，B≤0.008，Ni%:余量，它以镍-铬为基体，添加Al、Ti形成γ′相弥散强化的高温合金，使用温度700～800℃，在650～850℃具有优良的抗蠕变性能和抗氧化性能,在高温使用时比21-4NWNb具有明显优势，适合制造螺栓、排气阀，主要应用于高档汽车、船舶、坦克等汽油机和柴油机的排气阀等。

由于该材料合金元素含量高，高Al、高Ti，材料热加工温度区间小，整个生产制造难度大，电渣锭与真空感应棒表面质量比较差，中心收孔很深，成材率低，偏析严重，热加工工艺控制稍有不当很容易出现开裂（面裂、角裂）等缺陷，导致产品报废，电渣锭与真空感应棒易不达标，原料投入量大，成本高。目前国内该材料盘条仅有少数产家能生产，而且产品成材率低、成本高、盘重小且质量不稳定。由于GH4080A材料本身的特性，目前市场上也只能生产盘重小的小盘卷，使得生产过程中尽可能地可控，盘重越大制造难度越大，过程变形难控制，整个工艺过程中可控性差，成品率越低。因此很难向市场大批量供货，无法满足国内对高端气阀用钢的需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种特种合金材料的加工及其制造技术领域。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种镍基GH4080A合金盘条的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、进行配料：配料包括增碳剂、金属铬原料、金属镍原料、金属铝原料、金属钛原料、硼铁原料

二、真空感应冶炼：将金属铬、金属镍装入真空感应熔炉，增碳剂随炉加入，精炼温度1510～1550℃，精炼时间≥60min；精炼结束后且金属铝、金属钛熔化完全后充Ar加硼铁；测温出钢，出钢温度≥1500℃，浇铸制得真空感应棒；

三、电渣重熔：首先对真空感应棒进行修磨，清除表面缺陷形成感应电极，然后将感应电极与辅助电极焊接在一起装入电渣重熔炉，进行电渣重熔，投入的预熔渣系成分包括CaF2、Al2O3、Cao、MgO，重熔得到电渣锭；

四、热处理：将电渣锭送入加热炉进行热处理，加热炉中预热段温度≤700℃，加热段温度1130-1180℃，加热时间≥20小时，电渣锭内外温差控制到≤20℃；

五、锻造工艺：对热处理后的电渣锭进行锻造，锻造每次下压量控制在30～60（mm），锻造得到方坯。

六、方坯修磨：对方坯进行修磨，然后再进行全PT检验，确保坯料表面无缺陷；