[发明专利]一种冷镦用镍基高温合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种冷镦用镍基高温合金，该合金的重量百分比组成包括：0.01‑0.5%的硼、0.01‑0.5%的磷、0.1‑5%的锌、0.01‑1%的锰、0.01‑1%的钴，余量为镍和不可避免的杂质。本发明通过在合金中加入适量的硼、磷元素使得合金中横向晶粒增加，使得晶粒间界处沿各个方向的性能均匀、一致的，在加工过程中材料不易开裂；本发明通过在合金中加适量的锌、锰、钴元素，对镍基起到明显的细化晶粒作用，能够提高合金的韧性和强度，同时晶粒细化也提高了焊点的抗剪切强度。

技术领域

本发明涉及合金应用技术领域，具体涉及一种冷镦用镍基高温合金及其制备方法。

背景技术

冷镦技术是一种高速变形的冷加工技术，通过各种模具将金属棒线材快速加工成各种复杂结构的零件。与传统的车削技术相比较，冷镦可以提高材料的利用率，降低损耗，提高劳动效率，并且冷镦产品组织均匀、致密，已广泛应用于各种标准件产品，因此冷镦成为金属材料加工成型的重要手段。

冷镦对金属材料的性能要求很高，要求金属材料具备良好的组织均匀性、流动性和成型性，同时对金属材料的硬度、屈服强度和韧性等均有较高要求，且产品结构越复杂对材料的综合性能要求越高。目前常见的用于冷镦的金属材料有：铁合金、不锈钢、铝合金、紫铜及钛合金等。当材料的塑性较好时，材料本身的变形能力比较强，在冷镦大变形过程中不容易产生裂纹；当材料的剪切强度较高时，抗剪切变形能力较好，冷镦变形带分岔部位的晶粒在受到剪切应力的作用时不容易发生断裂。因此良好的塑性和理想的抗剪切变形能力是确保合金在冷镦大变形过程中不产生裂纹的前提基础。镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性，它能够高度磨光和抗腐蚀，镍合金具有高强度、高韧性的特点，并具有优异的耐腐蚀性能；因此相比于铜合金和钢铁等材料，镍合金用于冷镦具有天然的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种冷镦用镍基高温合金及其制备方法。

本发明采取的具体技术方案是：

一种冷镦用镍基高温合金，该合金的重量百分比组成包括：0.01-0.5%的硼、0.01-0.5%的磷、0.1-5%的锌、0.01-1%的锰、0.01-1%的钴，余量为镍和不可避免的杂质。

优选地，所述硼的含量为0.1-0.3%。

优选地，所述锌的含量为2-5%。

相应地，本发明还提供了上述冷镦用镍基高温合金的制备方法，包括以下步骤：

a、配料：按照所述的重量百分比称取相应量的硼粉、磷粉、锌粉、锰粉、钴粉，镍粉，进行配料；

b、酸洗：将配料混合均匀后加入配置好的酸洗溶液，搅拌反应完成后，使用高纯水进行清洗后烘干；

c、合金制取：开启中频感应电炉，预先把酸洗后的配料后加入电炉，加热熔化，全部熔化后，通入惰性气体反应完成后，保持温度在1500-1650度下熔炼1-3小时。

优选地，所述酸洗溶液为KMnO₄-HF-HCl的混合溶液，其中KMnO₄的浓度为1-5%，HF浓度为1-10%，HCl浓度为1-20%。

优选地，步骤b中，固液比为1：1-1：5。

优选地，步骤b中，搅拌反应时间为1-10小时。

优选地，步骤c中，惰性气体为氩气。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过在合金中加入适量的硼、磷元素使得合金中横向晶粒增加，使得晶粒间界处沿各个方向的性能均匀、一致的，在加工过程中材料不易开裂；

2、本发明通过在合金中加适量的锌、锰、钴元素，对镍基起到明显的细化晶粒作用，能够提高合金的韧性和强度，同时晶粒细化也提高了焊点的抗剪切强度；