一種超臨界壁厚橢圓形管帽成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超臨界壁厚橢圓形管帽成形工藝，主要涉及一種應(yīng)用于UNS U08800、UNS U08810、UNS N08811等鎳基合金不銹鋼超臨界壁厚的橢圓形管帽的成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] UNS N08811超臨界壁厚的鎳基合金不銹鋼橢圓形管帽，由于該種產(chǎn)品的材質(zhì)比較 特殊，為高鎳基合金，同時由于產(chǎn)品過厚，因此才用傳統(tǒng)管帽壓制的工藝方法難以成形，如 進行強行壓制，成形后會造成產(chǎn)品的出現(xiàn)大量表面裂紋，或出現(xiàn)將管帽頂部直接壓穿，形成 產(chǎn)品報廢，且強行壓制會破壞產(chǎn)品的晶間組織和力學(xué)性能，從而使其無法滿足產(chǎn)品在實際 工況下的使用要求，因此目前主要采取的工藝為離心鑄造或壓力鑄造方式進行生產(chǎn)，該種 制造工藝雖能解決在傳統(tǒng)工藝中出現(xiàn)的大量表面裂紋現(xiàn)象，但是由于采用鑄造方式成形， 對原材料的利用率大大減少，同時由于國內(nèi)鑄造水平有限，因此早鑄造成形后，產(chǎn)品內(nèi)壁容 易出現(xiàn)夾渣、氣孔等內(nèi)在缺陷，且鑄造的產(chǎn)品的晶間組織和力學(xué)性能不如鋼板壓制成形后 的產(chǎn)品好，因此采用鑄造方式成形的同時也給產(chǎn)品埋下了很多潛在隱患，縮短產(chǎn)品的使用 壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了彌補已有技術(shù)的不足，提供了一種UNS N08811超臨界壁厚的 鎳基合金不銹鋼橢圓形管帽采用鋼板壓制成形的工藝，減少了產(chǎn)品制造成本，解決了傳統(tǒng) 工藝生產(chǎn)的UNS N08811超臨界壁厚的鎳基合金不銹鋼橢圓形管帽，管帽成形難，成形后造 成產(chǎn)品外在質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量潛在隱患較多，如內(nèi)外表面裂紋，內(nèi)部存在夾渣、氣孔；晶間組 織和力學(xué)性能無法恢復(fù)，降低產(chǎn)品使用壽命等問題。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] 一種超臨界壁厚橢圓形管帽成形工藝，該工序包括以下具體步驟：
[0006] 下料：根據(jù)管帽的規(guī)格進行下料，管帽采用鋼板壓制，鋼板下料結(jié)構(gòu)形狀為圓形， 下料后對邊緣毛刺打磨干凈；
[0007] 加熱：下料打磨完成后，放入電爐進行加熱，加熱溫度不低于1100°C，保溫時間T =2minX料還壁厚；
[0008] 首次壓制：選擇公稱直徑大一級的模具進行壓制，將管帽壓制模具的上模和下模 中心對齊，將加熱并保溫完成的料坯平放至管帽模具上模上，對其進行壓制，壓力設(shè)備進程 不大于15mm/min，首次壓制管帽成形度應(yīng)不大于總體成形的1/3,在壓制過程中保證溫度 不低于l〇〇〇°C時；
[0009] 二次壓制：將管帽首次壓制完成后形成的半成品重新放入電爐進行加熱，加熱方 式和料坯加熱相同；
[0010] 加熱完成再次放入模具中，保證管帽成形段的溫度不低于1000°c，管帽頂部區(qū)域 即管帽頂部位置向下不超過管帽整體結(jié)構(gòu)的1/3的位置的溫度不大于500°C ;
[0011] 二次壓制壓力設(shè)備進程不大于15mm/min，二次壓制的進度不大于管帽總體壓制成 形進程的2/3,壓制完成后將半成品放置電爐進行加熱，以便于終壓成形；
[0012] 終壓成形：將二次壓制完成后的半成品放入電爐加熱，控制管帽成形段的溫度不 低于1000°C，管帽頂部區(qū)域即管帽頂部位置向下不超過管帽整體結(jié)構(gòu)的1/3的位置的溫度 不大于500°C ;
[0013] 再將半成品放置模具中進行終壓成形，終壓成形的壓制應(yīng)控制壓制速度，壓力設(shè) 備進程不大于20mm/min ;
[0014] 收口：將終壓成形后的管帽放入所需口徑的管帽模具內(nèi)進行收口，收口時，對半成 品管帽進行加熱，加熱溫度不低于ll〇〇°C，收口工序不放入內(nèi)模，只是用外?？刂仆鈴椒绞?壓制，壓力設(shè)備進程不大于20mm/min ;
[0015] 熱處理：管帽壓制成形后，采用固溶退火處理，熱處理溫度為1100°C ±10°C，保溫 時間為2. 5min/mm，保溫時間滿足后應(yīng)快速放入流動水中進行冷卻。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明解決了傳統(tǒng)工藝無法壓制UNS U08800、UNSU08810、UNS N08811等鎳基合金不銹鋼超臨界壁厚的橢圓形管帽，采用離心鑄造方式制造存在內(nèi)部隱 患，降低產(chǎn)品使用壽命的缺陷，材料利用率低，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高等問題，使產(chǎn)品質(zhì)量 穩(wěn)定，同時提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0017] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018] 圖1為本發(fā)明模具和料坯擺放示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明首次壓制示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明二次壓制示意圖。
[0021] 圖4為本發(fā)明終壓成形示意圖。
[0022] 圖5為本發(fā)明收口示意圖。
[0023] 圖中：1、上模；2、下模；3、材料；4、半成品；5、設(shè)備平臺；6、冷卻水。
【具體實施方式】
[0024] 一種UNS U08800、UNS U08810、UNS N08811等鎳基合金不銹鋼超臨界壁厚的橢圓 形管帽生產(chǎn)工藝，本發(fā)明采用鋼板多次分區(qū)域溫控方式壓制成管帽，根據(jù)管帽尺寸、材質(zhì)要 求，選擇合適的鋼板進行下料，選擇不同的口徑的管帽模具，進行分級壓制，在不同的壓制 級數(shù)中對不同區(qū)域溫度進行分溫控制，壓制成形后對管帽進行熱處理回復(fù)機械性能。
[0025] 以規(guī)格為?219X40mm管帽為例，將用于壓制管帽的鋼板放入電爐中加熱至 1100°C ;使用DN250管帽模具進行多級壓制，半成品成形后口徑為Φ273_，在多級壓制過 程中，應(yīng)注意控制管帽頂部位置的溫度和管帽口部邊緣位置的溫度；最后再次使用電爐將 管帽加熱至IKKTC，再使用DN200管帽模具進行收口，壓制到需要尺寸；成品最終成形后對 其進行熱處理，恢復(fù)其材質(zhì)的晶間組織和機械性能。具體工序如下：
[0026] L下料工序
[0027] 根據(jù)管帽的規(guī)格進行下料：管帽采用鋼板壓制，（如圖1所示的材料3,通過上模1 和下模2壓制）鋼板下料結(jié)構(gòu)形狀為圓形，選擇用于原材料的鋼板的壁厚為：1. IX δ，下料 圓形直徑Φ為（D+H) XL 1，（注：其中D為管帽外徑，δ為管帽壁厚，H為成品管帽的標(biāo)準(zhǔn) 高度管帽開孔直徑，L為帶孔管帽弧長，H為帶孔管帽直管段長度。）管帽下料應(yīng)采用線切 割或等離子切得方式下料，下料后應(yīng)對邊緣毛刺進行打磨干凈。
[0028] 2.加熱工序
[0029] 考慮到該種管帽材質(zhì)特殊，且壁厚超出標(biāo)準(zhǔn)范圍以為，采用傳統(tǒng)工藝?yán)鋲悍绞匠?形，會造成管帽直接開裂，因此采用熱壓工藝成形。用于原材料的鋼板下料打磨完成后，如 圖2中半成品4,放入電爐進行加熱，加熱溫度應(yīng)不低于1100°C，保溫時間T = 2minX料坯 壁厚。
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