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鎳加工產(chǎn)品可分為壓延加工產(chǎn)品和鎳化合物產(chǎn)品兩類。鎳壓延加工產(chǎn)品主要有純鎳及鎳合金、合金管棒材、異型材、線棒材和鎳合金板帶材等。鎳化合物主要包括硫酸鎳、氧化亞鎳、氯化鎳、氫氧化鎳、電池材料鎳鈷錳三元復合氫氧化物電解鎳粉、羰基鎳粉、霧化鎳粉等。
國內(nèi)從事鎳基合金板帶研究及生產(chǎn)的機構主要是鋼鐵研究總院、寶鋼特鋼事業(yè)部、浦鋼公司、撫順特鋼廠和長城特鋼廠,且產(chǎn)品僅為單張板,尚未生產(chǎn)寬幅熱軋卷板。國內(nèi)電力、油氣開采、石化及軍工領域所用鎳基合金板帶材、管材主要還是依賴進口。在鎳基耐蝕合金板帶材方面,國內(nèi)尚無連續(xù)軋制生產(chǎn)設備。國內(nèi)主要的鎳合金生產(chǎn)廠家近期也出臺規(guī)劃并開工建設了部分加工條件保障項目,但是在短期內(nèi)對鎳基合金加工規(guī)模和大宗產(chǎn)品產(chǎn)能的大幅提升尚無法實現(xiàn)。
中國鎳基合金主要加工工藝技術的進展情況。
●熔鑄工藝。高溫合金的熔煉方法主要有單煉和雙煉工藝。其中單煉包括:AAM(電弧爐熔煉)、AIM(感應爐熔煉)、VIM(真空感應爐熔煉)、真空電弧熔煉(VAR)、電渣熔煉(ESM)、電子束熔煉(EBM)、電子束冷室爐床熔煉(EBCHR)、等離子電弧爐熔煉(PAF),等離子感應爐熔煉(PIF)等;雙煉包括真空電弧重熔(VAR),真空電弧雙電極重熔(VADER),雙真空熔煉(VIR),非自耗(NAV),等離子(PMV),電渣重熔(ESR),真空感應加電渣重熔(EVR),NER(非自耗),PAR(等離子重熔),EBM(電子束重熔),VEB或VIM+EBCFM(真空感應加電子束),NEB(非自耗電極加電子束)等。
●變形加工工藝。由于鎳基合金的變形抗力大,屬難變形金屬,一次變形量通常不宜超過50%,故多采用多軋程軋制。通過鍛造、軋制(包括熱、冷軋制)工藝實現(xiàn)變形,其目的包括破碎鑄造組織,優(yōu)化微觀組織結構。對于熱塑性差的合金甚至可采用擠壓開坯后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓工藝。
國內(nèi)鎳合金線棒材常用的軋制工藝有橫列式軋制、復二重軋制、半連續(xù)軋制和全連續(xù)軋制,受其品種多、批量小的影響,國內(nèi)全連續(xù)軋制一般采用較少,絕大部分采用橫列式軋制技術和復二重軋制技術,近年來半連續(xù)軋制技術得到廣泛應用。而對于板材,雖然無連續(xù)軋制生產(chǎn)設備的歷史已被終結,但產(chǎn)品****寬度僅達1250毫米,****卷重16噸。
鎳基合金板帶的熱軋態(tài)和室溫態(tài)機械強度高于通常的不銹鋼,加工硬化曲線變化大,難變形,需多軋程生產(chǎn),且產(chǎn)品種類多、批量小,全套生產(chǎn)工藝要求調(diào)整靈活,因此在制造裝配方面急需專門研究。人們對于六輥粗軋機的選型、配置及優(yōu)化,生產(chǎn)線自動控制,生產(chǎn)線主要工藝參數(shù)和工藝裝備等有探討。
●電鑄工藝技術。電鑄是電沉積技術的三大應用領域之一,也是電沉積技術的其他兩個應用領域——電鍍和電冶金的綜合,是一種利用金屬離子陰極電沉積原理制取產(chǎn)品的工藝技術。電鑄材料主要有鎳及其合金等。電鑄鎳及鎳基合金技術在制造具有復雜型面、微細形貌、薄壁零件等方面具有獨特的優(yōu)越性,再加上材料、工藝、設備的技術改進,這門傳統(tǒng)的工藝技術將在電子、微機械、航空航天、生物、醫(yī)療等領域發(fā)揮更大的作用。電鑄工藝技術的研究向3個方面深入發(fā)展:一是研究新型材料和工藝設備;二是探索復制特種零件的工藝方法;三是研究微細電鑄進行加工。
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