高溫合金絲材生產工藝流程

有一種材料常被稱為工業上的明珠——高溫合金，其絲材在航空發動機、核電反應堆等不同領域的關鍵部件中發揮了重要作用。該類領域嚴苛的工況環境對高溫合金絲材在室、高溫力學性能、工藝性能和組織等方面提出了比普通合金絲材更高的要求。尤其核用高溫合金絲材，對尺寸精度和表面質量提出了更為嚴苛的要求。

盡管高溫合金絲材的用量目前與高大上的渦輪盤、鍛件不在一個數量級，但絲材特殊制備工藝卻一點也不簡單。由于生產工藝鏈條長，每一個生產環節的技術水平直接決定了最終構件的服役性能。

你知道高溫合金絲材生產工藝流程嗎？下面讓道哥帶你了解一下！

（1）冶煉

當前生產高溫合金的冶煉工藝路線大致有如以下三種：①真空感應爐+電渣重熔雙聯工藝；②真空感應爐+真空電弧重熔雙聯工藝；③真空感應爐+電渣重熔+真空電弧重熔三聯工藝。實際生產過程中，冶煉工藝的選擇應綜合考慮合金組織形態和純凈度、綜合性能指標等能否滿足技術條件要求以及經濟效益的優劣等多方面因素。

（2）均勻化

為了減輕高溫合金鑄錠的元素偏析，在熱加工前必須對其進行均勻化處理，以保證順利開坯。實際生產中，均勻化工藝（溫度與時間）的確定首先應保證偏析元素原子的充分擴散，滿足應用要求，同時也要考慮實際生產成本和效率。此外，枝晶間復雜的相析出使得均勻化工藝更加復雜，必須避免低熔點有害相在均勻化過程中發生熔化，產生“過燒"現象。

（3）熱加工

1）開坯

為了破碎鑄錠粗大的柱狀晶，優化析出相尺寸和形態，從而獲得具有良好冷、熱加工性能的坯料，需要對均勻化處理后的鋼錠進行開坯。開坯作為高溫合金的初次熱加工環節，其在整個生產流程中起著至關重要的作用。生產高溫合金絲材時，主要采用自由鍛工藝進行開坯，即“鐓粗+拔長"組合，核心工藝參數包括鍛造溫度、壓下量和送進量等。為了獲得均勻細晶組織的坯料并避免嚴重的開裂，選取*的開坯工藝參數組合極為重要。

2）熱軋

高溫合金絲材生產過程中，熱軋是獲得能滿足多道次拉拔要求盤條的重要工序。為制備出無折疊、耳子、結疤、分層及肉眼可見的裂紋等缺陷，且具有理想組織和力學性能的盤條，熱軋過程中溫度制度和變形制度的合理控制尤為關鍵。通常情況下，由于孔型系統和尺寸基本是既定的，變形制度不易改變。因此，熱軋工藝的控制主要在于開軋溫度和終軋溫度。

（4）固溶處理

對于高溫合金絲材，為了達到冷拔前最佳的軟化狀態，需要對熱軋盤條進行固溶處理。固溶處理溫度和時間的確定首先需保證第二相充分溶解于基體，同時應避免晶粒長大。

（5）歸圓和剝皮

為保證冷拉絲材的尺寸精度和表面質量，固溶處理后盤條需進行歸圓和剝皮處理。

（6）冷拔

高溫合金絲材屬于冷加工延伸產品，生產中冷拉變形（冷拔）是關鍵工序，直接影響合金絲材的性能、表面質量和尺寸精度等。實際生產中，應根據原材料特性、成品絲材的規格和性能要求確定合適的變形量和拉拔道次。此兩個關鍵工藝參數設計不當會使強度不能滿足制作后續構件的要求，且抗彎曲和扭轉能力變差，同時也無法保證絲材表面質量和尺寸精度。

（7）在線退火

高溫合金絲材經冷拔后加工硬化明顯，通常采用在線退火工藝使之軟化。溫度和時間是該工序的關鍵工藝參數，需根據材料特性和產品需求進行確定。

（8）表面處理

本文將在線退火后的去除氧化皮工序和覆膜工序統稱為表面處理。通常采用酸洗或機械法去除氧化皮。實際生產中，應根據絲材表面氧化情況和成品絲材的技術要求制定合理的氧化皮去除方案。對于高溫合金金，因其難變形，對涂層與潤滑要求高，表面必須涂上或生成一層較厚的、具有附著力強、表面較粗糙的潤滑涂層（覆膜），以便在拉拔時作為載體吸附潤滑劑并帶入模孔內，形成良好潤滑膜，從而保證絲材順利拉拔。此外，潤滑涂層應易清理，且應具有很好的抗蝕能力、較均勻的通條機械性能、良好的韌性。

絲材中間坯經在線退火后，經一定次數的工藝循環后冷拔至成品規格的絲材。最后，根據絲材表面情況采用酸洗或機械法去除氧化皮，經相關檢驗合格后，入庫。