[发明专利]一种活塞环用高合金线材成型加工工艺

说明书

本发明公开了一种活塞环用高合金线材成型加工工艺，包括如下步骤：1、根据成品线材规格确定进料圆丝直径和力学性能；2、通过轧机进行轧制预成型，将圆丝加工成截面为矩形的线材；3、对轧制预成型后的半成品进行固溶处理；4、对经固溶处理后的半成品进行拉抜成型，使其达到成品尺寸；5、对拉拔成型后的线材进行去应力固溶处理，调整线材直线度；6、进行时效处理。本发明通过合适的进料圆丝直径和性能的选择、合适的轧制速度、一次轧制变形量的确定及固溶处理+时效处理的综合热处理工艺，可获得以性能优异的马氏体组织，从而满足活塞环线材具有良好的加工性能和良好的抗高温氧化性能，抗疲劳性能和极好耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种线材成型工艺，尤其涉及一种活塞环用高合金线材成型加工工艺。

背景技术

高温合金材料因其具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，主要应用在航空航天领域，目前在国内市场上尚没有直接用于生产活塞环的成品丝材。由于高温合金的高合金化，使得合金内部组织结构复杂，对热加工工艺特别敏感，因此在轧制成型过程中加工硬化明显，在加工过程中极易造成工装模具磨损，使得轧制精度下降，所轧制丝材的表面质量降低，并造成工装模具寿命降低，增加制造成本，无法满足活塞环批量生产的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种抗疲劳、抗辐射，抗氧化且具有极好耐腐蚀性能和良好加工性能的活塞环用高合金线材成型加工工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种活塞环用高合金线材成型加工工艺，包括如下步骤：

步骤一：根据成品线材规格确定进料圆丝直径和力学性能；

步骤二：通过轧机进行轧制预成型，将圆丝加工成截面为矩形的线材；

步骤三：对轧制预成型后的半成品进行固溶处理；

步骤四：对经固溶处理后的半成品进行拉拔成型，使其达到成品尺寸；

步骤五：对拉拔成型后的线材进行去应力固溶处理，调整线材直线度；

步骤六：随后进行时效处理，调整线材硬度、抗拉强度、延伸率使其适于活塞环的绕圆、研磨机加工处理，制得所述活塞环用高合金线材。

上述技术方案，步骤一中所述进料圆丝截面积为成品线材截面积的1.4~1.6倍，进料圆丝硬度为175~225HV，抗拉强度≥830MPa，延伸率≥50%。

上述技术方案，步骤二中轧制预成型的半成品线材厚度为成品线材厚度的1.3~1.5倍，宽度为成品线材宽度的1.0~1.2倍，轧制预成型线材进料速度为10~15m/min。

上述技术方案，步骤三和步骤五中所述的固溶处理工艺相同，具体工艺过程为：固溶处理温度为900℃～950℃，保温时间为12~18min，保温结束后在淬火油中进行冷却，淬火油温度为50~75℃。

上述技术方案，所述步骤四中对半成品进行拉拔成型为成品尺寸时的线材走料速度为8~10m/min。

上述技术方案，所述步骤六中时效处理包括两个保温台阶，第一保温台阶温度为700~750℃，保温时间为30~33min，随后降温至620~650℃进行第二阶段保温，保温时间为60~66min，保温结束后在水中进行冷却，冷却水温度为10~35℃。

上述技术方案，经步骤六时效处理后高合金线材的材料组织为由γ'、γ、δ、NbC相组成的马氏体组织。

上述技术方案，所述步骤六中经时效处理后线材硬度为54～64HR30N，抗拉强度≥1100MPa，延伸率≥6%。

上述技术方案，所述高合金线材所用的原料为GH4169镍基高温合金或GH4700镍基高温合金。