技術領域
本發明屬于有色金屬冶煉及塑性成型技術領域，具體涉及大規格高強度12cr5moi合金管材料的制造方法。

背景技術：

12cr5moi合金管具有良好的導電、導熱性，電磁屏蔽性良好，比強度和比剛度高，減震性好，切削加工和尺寸穩定性佳，易回收，有利于環保等優點，在航空航天、交通工具、電子通訊等行業有極大的應用前景，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。但由于12cr5moi合金管屬于密排六方結構，室溫塑性較低，成型能力差，大大限制了12cr5moi合金管應用。

技術實現要素：

本發明提供一種適合12cr5moi合金管材料加工特性、方便生產、降低生產成本的大規格高強度12cr5moi合金管管的制造工藝。
本發明包括以下步驟：
1）將鑄造12cr5moi合金管實心坯料采用電渣重熔工藝取得精制的12cr5moi合金管熔體；
2）將精制的12cr5moi合金管熔體采用澆注工藝取得12cr5moi合金管管坯；
3）將12cr5moi合金管管坯預熱至250～450℃后進行鍛造；鍛造時采用帶有錐度的溫度為150～250℃、且表面涂敷水溶性潤滑劑的芯棒，鍛造時的鍛砧溫度為150～250℃；
4）將鍛造后的12cr5moi合金管管坯置于250～380℃條件下退火；
5）對退火后的12cr5moi合金管管坯進行冷軋，取得薄壁12cr5moi合金管管。
本發明采用以上方法進行12cr5moi合金管管制造時，能夠解決12cr5moi合金管生產過程中的雜質多、塑性差、成本高、成材率低等難題，針對性地解決了12cr5moi合金管制造過程中的純凈度、晶粒度和致密度三大問題，提高了生產效率、產品成材率，降低生產成本，將在12cr5moi合金管大規格無縫管材生產技術方面帶來跨越式發展。
進一步地，本發明所述步驟1）中，在電渣重熔工藝中以氣體SF6為工作氛圍。
所述步驟2）中，在澆注工藝中以氣體SF6為工作氛圍。
純凈的N2、Ar、Ne等惰性氣體雖然能對鎂及其合金熔體起到一定的阻燃和保護作用，但效果并不理想.N2易與鎂反應生成Mg3N2粉狀化合物，至使結構疏松，不能阻止反應的進行。而Ar和Ne等惰性氣體雖然與Mg不反應，但無法阻止鎂的蒸發。
SF6氣體與鎂反應產物在熔體表面形成一薄層較致密的MgS/MgO復合膜，可以抑制鎂的氧化SF6氣體對鎂及其合金熔體，可以起到良好的保護作用且效果優良。
所述步驟2）取得的12cr5moi合金管管坯的外徑為400～1200mm，內徑為200～600mm，長度為800～4000mm。通過步驟2）取得的上述尺寸的12cr5moi合金管空心坯料的設計出發點或可達到的特殊優良效果：
1）減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝，節約成本；
2）鎂的晶體結構為密排六方，鑄態坯料鍛造鐓粗、沖孔過程容易產生鍛造裂紋等缺陷；
3）減少了鍛造工藝中對坯料尺寸的嚴格限制，使最終產品規格范圍更廣。
所述步驟3）中，將12cr5moi合金管管坯套置在芯棒外對12cr5moi合金管管坯管壁進行多道次下壓鍛造，前幾道次中每道次的變形量小于10%，累計變形量大于20%后，每道次變形量為10～20%。前期小變形量破碎鑄態組織，當組織變為加工態時進行大變形量，進一步破碎組織、彌散夾雜、提高致密度。
所述步驟5）中，所述步驟5）中，至少進行3～8道次減壁工藝，每兩道次減壁工藝之間進行軟化退火。
所述步驟5）中，每道次減壁工藝的減壁率為20～30%。
以上工藝特點：
1）常溫下進行大減壁變形，依靠鍛軋工藝變形強化，得到高強度管材坯料；進一步破碎鍛造時晶粒，與退火結合提高晶粒度級別；
2）可進一步使金屬組織致密；
3）表面質量及尺寸精度高；
4）道次間退火為下一道次冷軋做好組織準備，消除前一道次產生的應力。
本發明的具體優點分析如下：
1、本發明利用電渣重熔生產12cr5moi合金管鍛造前坯料，其優點：
1）從源頭解決112cr5moi合金管凈度問題；
2）電渣重熔坯料組織致密，為后續鍛造提供了組織保證。
2、本發明鍛造前坯料為電渣重熔空心坯，其優點：
1）減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝，節約成本；
2）鎂的晶體結構為密排六方，鑄態坯料鍛造鐓粗、沖孔過程容易產生鍛造裂紋等缺陷；
3）減少了鍛造工藝中對坯料尺寸的嚴格限制，使最終產品規格范圍更廣；
3、鍛造成型12cr5moi合金管管坯，其優點：
1）與軋制工藝相比，鍛造產品軸向和徑向力學性能差異較軋制差異小；
2）與擠壓工藝相比，鍛造可生產大規格鍛造管件；
4、冷軋管機軋制，其優點：
1）常溫下進行大減壁變形，依靠鍛軋工藝變形強化，得到高強度管材坯料；
2）進一步使金屬組織致密；
3）進一步破碎鍛造時晶粒，與退火結合提高晶粒度級別；
4）表面質量及尺寸精度高。
具體實施方式
一、原料準備：
鑄造12cr5moi合金管實心坯料。
二、生產工藝：
1）電渣重熔：將鑄造12cr5moi合金管實心坯料采用電渣重熔工藝取得精制的12cr5moi合金管熔體。
2）澆注：將精制的12cr5moi合金管熔體采用澆注工藝取得12cr5moi合金管管坯，規格：外徑為960mm，壁厚為310mm，長度為800mm。
3）12cr5moi合金管管坯預熱：12cr5moi合金管空心坯料加熱到350℃～450℃，保溫時間按照1～3min/mm。
4）鍛造：鍛造時，先把帶有錐度的芯棒加熱到150～250℃，在其表面涂敷水溶性潤滑劑，同時把鍛砧加熱到150～250℃。
將12cr5moi合金管管坯套在芯棒上進行3～8道次下壓工藝，夾頭邊旋轉邊將芯棒和套在其上的坯料送入鍛造箱中，管坯在芯棒上由4個錘頭徑向打擊，完成變形。帶有錐度的芯棒且涂敷水溶性潤滑劑有利于芯棒脫出。
開始幾道次內12cr5moi合金管材料為鑄態組織，前幾道次中每道次的變形量小于10%。當累計變形量大于20%時，合金由鑄態組織基本完全變成加工態組織，此時改用每道次變形量為10～20%進行下壓。
鍛造后取得的12cr5moi合金管管坯規格：外徑為960mm，壁厚為120mm，長度為2100mm，鍛造比：2.86。
5）退火：將鍛造后的12cr5moi合金管管坯置于250～380℃條件下退火，保溫時間1～3min/mm。
6）冷軋：
對退火后的12cr5moi合金管管坯進行冷軋，冷軋采用3～8道次減壁工藝，每道次減壁工藝的減壁率為20～30%。每兩道次減壁工藝之間進行350℃～450℃軟化退火。
取得薄壁12cr5moi合金管管，規格：外徑914mm，壁厚40mm，長度5900mm，軋制比：2.88。