[发明专利]一种新型石油阀杆用镍基材料的制备方法

说明书

本发明提供一种新型石油阀杆用镍基材料的制备方法，步骤包括：真空冶炼、电渣重熔、锻造、固溶处理、剥皮。本发明工艺设计合理，各原料成分配比设计得到优化，改善了热加工塑性，成品率高，还延长合金的使用寿命，同时原料中添加适合比例的返回料，能够降低合金材料成本。

技术领域

本发明涉及高温合金材料领域，尤其涉及一种新型石油阀杆用镍基材料的制备方法。

背景技术

高温合金是指能够在600℃以上高温，承受较大复杂应力，并具有表面稳定性的高合金化铁基、镍基或钴基奥氏体金属材料。

其中GH4049合金是Ni-Co-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用在950摄氏度以下。该合金在1000摄氏度以下具有良好的抗氧化性能，950摄氏度以下有较高的高温强度。

但是现有技术中用于石油阀杆的镍基材料GH4049,热加工塑性较差，加工成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供一种新型石油阀杆用镍基材料的制备方法，用于解决石油阀杆的镍基材料热加工塑性较差，加工成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种新型石油阀杆用镍基材料的制备方法，包括以下步骤：

S1真空冶炼：将合金原料按照既定的重量比例精准配料，并按工艺要求烘烤使用，采用小于30%的返回料，严格控制其他元素带入量，真空冶炼按高温冶炼工艺执行，严格控制碳含量带入，熔化期真空度小于8帕，精炼期真空度≤8Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1580℃持续1-2分钟，降钢温到1460℃（刚结膜冲膜状态）低温，精炼时间≥25分钟。精炼温度1520℃，出钢温度1540℃，浇注160Kg电极，浇注后期补缩充分。

S2电渣重熔：清理电极表面杂质，端部切平，缩孔切除，渣料严格按照工艺要求烘烤，使用渣系为：CaF₂:AL₂O₃=80:20，电压55-60V，电流：4000-5500A，电渣锭直径Φ为220或240mm，后期充分补缩，确保无缩孔,空冷。

S3锻造：加热温度1140℃～1160℃，保温超过2h，开锻温度≥1100℃，终锻温度≥950℃，分多火锻造Φ78-80圆棒，定尺长度L=4000或2000倍尺，空冷。

S4固溶处理：固溶温度：1150℃，保温90分钟，水冷，造Φ78-80圆棒，定尺长度L=4000或2000倍尺，空冷。

S5剥皮：先校直，然后剥皮至Φ为70-71mm，定尺L为1900-1906mm。

较佳的，S1真空冶炼中，精炼时加Ni-Mg0.05%，稀土0.3kg/炉，精炼后停电结膜时加入Al、Ti小料做脱氧用，并控制成分。

较佳的，新型石油阀杆用镍基材料中各元素的重量百分比为：C:0.04-0.10%，Si:≤0.50%，Mn:≤0.50%，P:≤0.010%，S:≤0.010%，Cr:9.5-11.0%，Co:14.0-16.0%，W:5.0-6.0%，Mo:4.50-5.50%，Al:3.70-4.40%，Ti:1.40-1.90%，Fe:≤1.50%，V:0.20-0.50%，B:≤0.025%，Ce:≤0.020%，Cu:≤0.070%,余量为Ni和不可避免的杂质。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明对现有镍基合金的组分和工艺进行优化设计，采用真空冶炼和电渣重熔双联熔炼法，提高了石油阀杆的镍基材料的纯度、减少了杂质夹杂、保证了合金脱气充分、金相组织和化学成分均匀，改善了热加工塑性，降低了加工成本，同时还能够保证合金具有优异的高温强度、高温耐蚀性能以及抗氧化性能，延长合金的使用寿命。

附图说明