專利名稱：一種純鎳板坯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳板坯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純鎳板坯的制備方法。
背景技術(shù)：
鎳具有良好的耐腐蝕性，良好的的機(jī)械性能，在冷、熱狀態(tài)下均有良好的壓力加工性能。在純鎳材生產(chǎn)工藝中，一般采用“中頻爐初熔+電渣重熔”的熔煉方法，然后進(jìn)行自由鍛造，鑄錠經(jīng)電渣重熔后雜質(zhì)S、P、0、H含量高，且電渣重熔過(guò)程中金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大，加工性能變差，因此在鍛造過(guò)程中易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象；另外，鍛造過(guò)程中鍛造溫度、變形量設(shè)計(jì)不合理，也容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，造成鎳加工材成材率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種純鎳板坯的制備方法。采用本發(fā)明的方法制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻，減少了去除裂紋所浪費(fèi)的原料和加工費(fèi)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種純鎳板坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為S < 0. 01%，P < 0. 002%，0 < 0. 002%，H < 0. 001% ；步驟二、將兩個(gè)以上步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行1 2次真空自耗電弧熔煉，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到成品鑄錠；所述熔煉過(guò)程中的熔煉電流為18kA 32kA，熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C ；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至950°C 12001，保溫池 證， 然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為920°C 1150°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行多火次的鍛造，得到純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為60% 75%，中間火次的變形量為30% 50%，最后一火次的變形量為10% 15%。上述步驟三中所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于750°C。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2、本發(fā)明采用質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳為原料，并采用中頻真空感應(yīng)爐熔煉，嚴(yán)格控制鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、H的含量，避免生成脆性相而破壞純鎳的加工性能。3、本發(fā)明采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以保持真空感應(yīng)熔煉的鑄錠在真空自耗電弧熔煉的過(guò)程中仍能保持高的純度，避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、 H的含量增加；另外，通過(guò)控制真空自耗電弧熔煉時(shí)冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36 士 2°C，確保熔煉的成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷。4、采用本發(fā)明的方法制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻，減少了去除裂紋所浪費(fèi)的原料和加工費(fèi)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1300mmX IlOOmmX 1200mm 的 N4 純鎳板坯的制備步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為S < 0. 01%，P < 0. 001%，0 < 0. 002%，H < 0. 001% ；步驟二、將四個(gè)步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行2次真空自耗電弧熔煉，熔煉過(guò)程中的熔煉電流為30kA 32kA，熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于36士2°C (確保成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷)，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到Φ 740mm的成品鑄錠；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至1200°C，保溫4h，然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為1150°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行4火次的鍛造，得到表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻的尺寸為300mmX IlOOmmX 1200mm的N4 純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為75%，第二火次的變形量為50%，第三火次的變形量為30%，最后一火次的變形量為10% ；所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于750°C。本實(shí)施例采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以保持真空感應(yīng)熔煉的鑄錠在真空自耗電弧熔煉的過(guò)程中仍能保持高的純度，避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、 H的含量增加；另外，通過(guò)控制真空自耗電弧熔煉時(shí)冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C，確保熔煉的成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷。制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻。實(shí)施例2260mmX 900mmX 950mm 的 N5 純鎳板坯的制備步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為S < 0. 01%，P < 0. 001%，0 < 0. 002%，H < 0. 001% ；步驟二、將三個(gè)步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行2次真空自耗電弧熔煉，熔煉過(guò)程中的熔煉電流為26kA ^kA,熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于36士2°C (確保成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷)，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到Φ640mm成品鑄錠；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至1100°C，保溫池，然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為1050°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行3火次的鍛造，得到表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻的尺寸為260mm X 900mm X 950mm的N5純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為70%，第二火次的變形量為40%，最后一火次的變形量為15% ；所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于750°C。本實(shí)施例采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以保持真空感應(yīng)熔煉的鑄錠在真空自耗電弧熔煉的過(guò)程中仍能保持高的純度，避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、 H的含量增加；另外，通過(guò)控制真空自耗電弧熔煉時(shí)冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C，確保熔煉的成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷。制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻。實(shí)施例3200mmX 900mmX 900mm 的 N6 純鎳板坯的制備步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為s ^ 0. 005%, P^O. 002%, 0^ 0. 002%, H < 0. 001% ；步驟二、將兩個(gè)步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行1次真空自耗電弧熔煉，熔煉過(guò)程中的熔煉電流為22kA MkA，熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于36士2°C (確保成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷)，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到Φ 560mm的成品鑄錠；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至950°C，保溫證，然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為920°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行3火次的鍛造，得到表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻的尺寸為200mm X 900mm X 900mm的N6純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為65%，第二火次的變形量為40%，最后一火次的變形量為13% ；所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于 750 0C ο本實(shí)施例采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以保持真空感應(yīng)熔煉的鑄錠在真空自耗電弧熔煉的過(guò)程中仍能保持高的純度，避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、 H的含量增加；另外，通過(guò)控制真空自耗電弧熔煉時(shí)冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C，確保熔煉的成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷。制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻。實(shí)施例4IOOmmX 800mmX 800mm 的 N6 純鎳板坯的制備步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為s< 0. 005%, P^O. 002%, 0^ 0. 002%, H< 0. 001% ；步驟二、將四個(gè)步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行1次真空自耗電弧熔煉，熔煉過(guò)程中的熔煉電流為18kA 22kA，熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于36士2°C (確保成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷)，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到Φ420mm的成品鑄錠；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至1000°C，保溫4h，然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為950°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行3火次的鍛造，得到表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻的尺寸為IOOmmX800mmX800mm的N6純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為60%，第二火次的變形量為35%，最后一火次的變形量為10% ；所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于750 0C ο本實(shí)施例采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱，導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以保持真空感應(yīng)熔煉的鑄錠在真空自耗電弧熔煉的過(guò)程中仍能保持高的純度，避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、0、 H的含量增加；另外，通過(guò)控制真空自耗電弧熔煉時(shí)冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C，確保熔煉的成品鑄錠表面質(zhì)量良好，無(wú)冷隔、氣孔等缺陷。制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種純鎳板坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將質(zhì)量純度不小于99%的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；所述純鎳鑄錠中有害雜質(zhì)的質(zhì)量含量為S<0.01%，P^O. 002%, 0^ 0. 002%, H < 0. 001% ；步驟二、將兩個(gè)以上步驟一中所述純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)真空自耗電弧爐抽真空至真空度不大于4Pa，接著對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行1 2次真空自耗電弧熔煉，再對(duì)經(jīng)熔煉后的鑄錠切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到成品鑄錠；所述熔煉過(guò)程中的熔煉電流為18kA 32kA，熔煉過(guò)程中保證冷卻銅坩堝的循環(huán)水出水溫度恒定于 36士2°C ；步驟三、采用電爐將步驟二中所述成品鑄錠加熱至950°C 1200°C，保溫池 證，然后采用自由鍛的方式，在始鍛溫度為920°C 1150°C的條件下對(duì)保溫后的成品鑄錠進(jìn)行多火次的鍛造，得到純鎳板坯；所述鍛造過(guò)程中每火次的變形量逐步減小，其中第一火次的變形量為60 % 75 %，中間火次的變形量為30 % 50 %，最后一火次的變形量為10 % 15 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純鎳板坯的制備方法，其特征在于，步驟三中所述鍛造過(guò)程中每火次的終鍛溫度均不低于750°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種純鎳板坯的制備方法，該方法為1.將質(zhì)量純度不小于99％的電解鎳置于中頻真空感應(yīng)爐中熔煉制備純鎳鑄錠；2.將兩個(gè)以上純鎳鑄錠在真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行焊接，然后對(duì)焊接后的純鎳鑄錠進(jìn)行1～2次真空自耗電弧熔煉，切去冒口、錠底，除去表皮氣孔，得到成品鑄錠；3.采用電爐將成品鑄錠加熱并保溫，然后采用自由鍛的方式對(duì)成品鑄錠進(jìn)行多火次的鍛造，得到純鎳板坯。本發(fā)明采用真空自耗電弧熔煉的方式進(jìn)行成品鑄錠的熔煉，可解決電渣重熔過(guò)程金屬液過(guò)熱導(dǎo)致最終鑄錠晶粒長(zhǎng)大，后續(xù)加工性能變差的問(wèn)題，還可以避免鑄錠中有害雜質(zhì)S、P、O、H的含量增加。制備的純鎳板坯表面質(zhì)量良好、無(wú)裂紋、雜質(zhì)含量少、組織細(xì)小均勻。
文檔編號(hào)C22B9/20GK102409184SQ20111033667
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉華, 呂利強(qiáng), 吳華, 席錦會(huì), 張小衛(wèi), 曲恒磊, 李軍, 李維, 李長(zhǎng)亮, 楊建朝, 王興, 舒瀅, 鄧超 申請(qǐng)人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司