一種短流程生產鎳及鎳合金管的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬管材的加工工藝方法，具體的說是涉及一種短流程生產鎳及鎳合金管的工藝方法。
【背景技術】
[0002]鎳及以鎳基為主的鎳合金管材廣泛應用于航空航天、船舶制造、海洋工程、軍工核電、石油石化行業、生物制藥等多領域。鎳及鎳合金管材具有較高的力學性能、優良的延伸塑性加工及較好的切削加工性能，對海水、硫酸、苛性堿、大部分有機酸等具有非常強的耐腐蝕性能,是高端工業裝備必不可少的耐腐管材選材原料。鎳及鎳合金管材因其獨有的高含量鎳基元素，加工工藝與普通金屬管材加工有較大區別，通過普通管材的熔煉、擠壓、軋制、拉拔或焊接加工很難制造出性能可靠及較高質量的鎳基管材，而且成材率極低。即便通過現有的真空熔煉錠坯、車銑鑄錠、鉆孔或沖孔、加熱、大噸位擠壓機擠壓、退火、大型軋機軋制、退火、小型軋機反復軋制工藝也只是可生產普通的鎳基管材，管材成材率也不會超過50%，生產周期一般在2個月以上，造成如同鈦基管材類似生產的高成本性，而且質量穩定性差，與國外同行的產品質量存在較大的差距。
【發明內容】
[0003]目前生產鎳及鎳合金管材，基本是粗獷式、低成材率、高成本、重污染、低質量、長周期的工藝方法，本工藝方法不僅解決了高質量鎳及鎳合金管材的實用加工工藝，還極大地縮短了鎳及鎳合金的生產周期，顯著提高了鎳及鎳合金管材的成材率，大大降低了生產鎳及鎳合金管材的生產成本及實現了綠色環保的生產方式。
[0004]本發明的目的，在于提供一種短流程生產鎳及鎳合金管的工藝方法，解決了鎳及鎳合金管材的實際生產技術問題，該工藝方法工藝簡單、流程短、成材率高，生產的鎳及鎳合金管材性能穩定、質量可靠、成本低、能耗小，沒有煙塵及水等污染。
[0005]本發明的目的是這樣實現的，其工藝步驟為:首先，將選備好的鎳或鎳基原材料在真空熔煉爐中加熱到1100?1800°C進行熔煉，經充分熔煉的鎳或鎳合金熔液經與真空熔煉爐連接暗道通道進入裝有結晶器的保溫爐；連續進入保溫爐的鎳及鎳合金金屬熔液通過結晶器的連續冷卻在管狀空腔結構模具中形成鑄造管，鑄造管通過牽引桿經牽引機的牽引+停頓反復動作拉出結晶器模具；牽引機不斷以牽引+停頓方式將結晶器內不斷結晶形成的鑄造管向外牽引形成完整地鑄造管坯，將牽引機后面牽引出來的連鑄形成的管坯按需要長度切斷；將切斷的管坯進行簡單的調直處理；將經過調直處理的管坯按成品規格要求裝入配備相當的皮格爾軋機進行軋制，對于尺寸要求精度高的管材經過多次軋制+退火進行和最后拉制處理以達到管材技術要求，本工藝流程生產一般軋制階段不會超過2次；將達到精度要求的軋制及拉制管材在調直機上調直后再在切管機上切削管材的軋頭和尾端部分；最后對管材去毛刺清整。本發明所采用的加工工藝方法，流程短、過程簡單，溫度等參數易控，加工成的鎳及鎳合金管材力學性能、尺寸精度、表面質量等完全滿足當前石化工業、軍工及核電工業等國內及國外高端市場要求，生產的管材產品成才率可達80%以上，具有非常高的經濟和社會效益。
【具體實施方式】
[0006]下面通過實施例對本發明作進一步說明。
[0007]實施例1.生產Φ 30x1.2x6000的純鎳N4管。將標準的電解鎳板切成數段適于真空爐熔煉的小塊，將足夠的小塊電解鎳料加入真空熔煉爐坩堝內，并備好充足的電解鎳料于真空罐內，封閉好真空爐罐,開啟真空泵進行抽真空處理直到爐內真空度達到2?1Pa范圍內，之后啟動加熱系統使爐體升溫至1650°C ±100°C對坩堝內鎳金屬進行熔煉，待坩堝內的熔融鎳水基本維持在1650°C ±100°C溫度時打開坩堝與保溫爐的通道閥，經真空熔煉的純鎳熔體進入裝有結晶器的保溫爐，保溫爐內的純鎳熔體不斷進入結晶器冷卻結晶鑄造成Φ40Χ4的管狀，結晶成Φ40Χ4管狀的鑄造體經牽引機通過反復牽引+停頓的方式拉出Φ40Χ4的純鎳管坯，將管坯5米每支切斷，將切斷的管坯在調直機上調直，將調直后的Φ 40 X 4 X 5000的管坯裝到LG30軋機上進行軋制，一次軋制成Φ 30 X 1.2的N4鎳管，將軋制好的Φ30Χ 1.2的N4鎳管調直，調直后切去尾端，然后按長度6000m在切管機上逐根切斷，最后將切斷完的每根管端部用清毛刺機去刺清整得到Φ32Χ1.2X6000的純鎳N4成品管。
[0008]實施例2.生產Φ 17 X 0.9X2000的鎳合金管(NCu28_2.5-1.5)。將標準的電解鎳板、電解銅板切成數段適于真空爐熔煉的小塊，將足夠適量的小塊電解鎳料、電解銅料及符合材料含量要求的錳、鐵原料塊加入真空熔煉爐坩堝內，并備好充足的電解鎳材及合金原料于真空罐內，封閉好真空爐罐，開啟真空泵進行抽真空處理直到爐內真空度達到2?1Pa范圍內，之后啟動加熱系統使爐體升溫至1550°C ± 100°C對坩堝內鎳基金屬進行熔煉，待坩堝內的熔融鎳基合金熔體基本維持在1550°C 土 100°C溫度時打開坩堝與保溫爐的通道閥，經真空熔煉的鎳基熔體進入裝有結晶器的保溫爐，保溫爐內的鎳基熔體不斷進入結晶器冷卻結晶鑄造成Φ60Χ5的管狀，結晶成Φ60Χ5管狀的鑄造體經牽引機通過反復牽引+停頓的方式拉出Φ60Χ5的鎳合金管坯，將管坯5米每支切斷，將切斷的管坯在調直機上調直，將調直后的Φ60Χ5X5000的管坯裝到LG60軋機上進行軋制，一次軋制成Φ25Χ2的鎳合金管，將軋制好的Φ25Χ2的鎳合金管調直，然后按長度6000mm在切管機上逐根切斷，調直切斷后的鎳合金管除油后于700°C ±50°C在真空退火爐中退火40分鐘，待真空退火爐冷卻至180°C以下出爐，將經過真空退火的Φ25Χ2X6000裝到LG30軋機上進行軋制，一次軋制成Φ20Χ1的鎳合金管，將軋制好的Φ20Χ1的鎳合金管按5000mm長切斷制頭，在制頭機上碾軋長150_左右的軋頭，將軋頭通過裝有Φ17的外模和尾部穿入Φ 15.2芯桿的拉伸機一次拉制成Φ 17X0.9的鎳合金管，將拉制好的Φ 17X0.9的鎳合金管調直，調直后切去扎頭及尾端，然后按長度2000mm在切管機上逐根切斷，最后將切斷完的每根管端部用清毛刺機去刺清整得到Φ 17X0.9X2000的鎳合金成品管。
【主權項】
1.一種短流程生產鎳及鎳合金管的工藝方法，其特征是依次按序步驟為:備料、真空熔煉、結晶器連續鑄造、切斷、初步調直、軋制或軋制+拉制至成品規格、調直、切削去頭、清整的工藝過程。
2.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是真空熔煉溫度為1100?1800°C;真空熔煉部分與結晶器連續鑄造保溫部分通過連通的暗道連接成兩爐一體結構。
3.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是結晶器連續鑄造方式為水平連續鑄造或向上連續鑄造方式。
4.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是連續鑄造牽引過程為牽引+停頓的反復連續鑄造過程，每次牽引鑄造的長度為0.5?15_。
5.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是結晶器連續鑄造時結晶器內冷卻水為循環冷卻，循環冷卻水的溫度為5?80°C。
6.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征結晶器連續鑄造使用的結晶器由可通過循環冷卻水的的結晶器主體、石墨引鑄|旲具、石墨保護套二者構成。
7.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是連續鑄造出的管坯直徑為Φ20?200mm、壁厚為2?50mm。
8.根據權利要求1所述鎳及鎳合金管的加工工藝方法，其特征是與連鑄保溫爐可裝配的連鑄結晶器數量為I?12支。
【專利摘要】一種短流程生產鎳及鎳合金管的工藝方法，屬于材料加工領域，其工藝步驟為：將備好的鎳基原材料在真空熔煉爐中于1150～1750℃進行真空熔煉，熔煉后的熔融鎳基合金熔液通過連接暗道進入裝有結晶器的連鑄爐，連鑄爐中的熔融鎳基合金通過與結晶器一體的石墨模具連續冷卻鑄造成管狀，不斷連續鑄造成型的管經過牽引機連續的牽引+停頓反復動作牽引出結晶器，將通過牽引機后的管按所需長度切斷，切斷后的管進行初步調直，初步調直的管經軋制或軋制+拉制達到所要求的成品管規格，用車床切去經調直的管材的軋頭和尾端部分，最后對管材去毛刺清整。本發明工藝簡單、成材率高，生產的管材質量穩定可靠。
【IPC分類】B21C37-06
【公開號】CN104668304
【申請號】CN201310625168
【發明人】高玉樹
【申請人】高玉樹
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月26日