[发明专利]一种GH4033高精度六角钢型材复合成型的方法

说明书

本发明公开了一种GH4033高精度六角钢型材复合成型的方法，主要采用冷轧和冷拔复合成型工艺代替传统工艺中的冷拉成型，该工艺方法主要包括前处理、冷轧、冷拉、固溶处理等步骤，操作简单且成本低。本发明制备的GH4033六角钢型材，表面无裂纹、无划伤、无脆断，表面光洁度好，尺寸精度达12级，表面粗糙度达到Ra≤0.8um，钢材表面无缺陷，可满足航空器的使用要求。

技术领域

本发明涉及高温合金钢型材复合成型的方法，具体涉及一种GH4033高精度六角钢型材复合成型的方法，属于金属制备技术领域。

背景技术

GH4033冷拉六角型材用于制造航空发动机尾喷口的紧固件，属系统关键件。其高温强度，高温持久性能要求好；才能满足航空器的特殊环境的特殊需求。其市场需求量比较大，国内抚钢，宝特等特钢企业均能生产冷拉圆形材，而冷拉六角型材国内尚无企业能够承制，其主要问题表现为：表面裂纹，脆性断裂以及六角角部R尺寸超差等。为此，部分使用单位不得已采用圆钢刨成六角钢以用于航空器的维修，这样成本高，加工周期长，质量也难以达到要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种GH4033高精度六角钢型材复合成型的方法，解决现有GH4033六角型材存在表面裂纹、脆性断裂、六角角部R尺寸超差、成本高、加工周期长以及质量差的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种GH4033高精度六角钢型材复合成型的方法，以圆形断面的GH4033合金为坯料，包括如下步骤：

1)前处理：

将所述坯料进行固溶处理，然后将其快速移出空冷降温至室温，再经矫直和磨削扒皮，直至所述坯料尺寸精度达H10级，表面粗糙度Ra≤0.8μm；

2)冷轧：

将步骤1)得到的坯料进行冷轧，所述冷轧包括初轧和精轧，所述初轧进行多道次轧制，逐道次尺寸检测所述坯料的六角对边尺寸，以六角对边尺寸最大的作为下一道次的压下变形方向，并将数据公差带控制在0.03mm以内；所述精轧按顺时针或逆时针顺序多道次轧制，逐道次尺寸检测，对所述经过初轧坯料的六角对角线差进行微调；

3)冷拔：

将步骤2)经过冷轧处理后的坯料浸入草化液中形成预涂层，再将所述预涂层中和后，浸入润滑液中形成皂化涂层，然后将所述坯料干燥后，置于拉拔机上进行冷拔变形，形成几何形状精确的六角形型材；

4)固溶：

将步骤3)经过冷拔处理后的坯料进行固溶处理，再将得到的成品进行矫直、探伤和外形检验，即得到GH4033高精度六角钢型材。

这样，通过冷轧实现了预成型，钢材发生不均匀变形程度大和单位体积中强化不均匀性增加程度大的形变，但滚动摩擦和多道次小变形可提高材料塑性，以保证钢材表面无裂纹、无划伤、无脆断，表面光洁度好；而精密成型定径则由冷拔完成精确的几何形状控制，以保证表面质量以及尺寸精度。通过冷轧与冷拔的协同作用，使制备的GH4033六角型材表面无缺陷，精度高，质量高和塑性高。

进一步，步骤1)和步骤4)所述固溶处理的温度为980～1120℃，保温时间为0.75～2h。

这样，处理后钢材综合性能较好，更利于冷加工变形。

进一步，所述草化液包括以下重量份的组分：草酸50份、NaCl 30份和硫代硫酸钠3份。

进一步，所述预涂层形成过程中浸涂时间为1～2h/次，处理次数为3～4次，且控制温度为70～80℃。

进一步，所述润滑液包括以下质量分数的组分：肥皂5～8％、焙烧苏打0.1％、余量为水。

进一步，所述皂化涂层形成过程中浸涂时间为5～10min，且控制温度为50～70℃。