轧环在高温合金中是主要的生产方式，轧环中最重要的工艺就是保温，那么今天介绍下保温的重要性
近年来，随着航空发动机等制造技术的不断提高，高性能高温合金环件得到了广泛的应用。这些环形件主要制造燃气发动机的压气机机闸、涡轮机闸、燃烧室机闸、安装边、封严圈、挡板、壳体等直径和高度不等的各种环形零件，这类零件使用工况不同对材料也有不同的要求，且随着发动机推力及推重比的加大，传统耐热钢制造的环形零件正逐渐被变形高温合金替代。
生产工艺及保温方式分析
生产工艺分析
目前高温合金环件的生产主要采用轧制工艺，采用轧制工艺生产环形件的优点为尺寸精度高、材料消耗低、机械加工量少、效率高、成本低；金属流线完整、环件内部组织致密；设备利用率高、模具寿命长；容易实现自动化、劳动强度低。
另一种生产方式是自由锻，其特点是投产快，不受重量限制，但材料利用率低，金属流线差，仅适用于新机研制所需的单件试制或小批量环形锻件的生产。
保温方式分析
由于高温合金材料本身的特殊性，热加工工艺塑性差，工艺敏感性强，且在环件的轧制过程中，若一味提高轧制温度，虽然能提高高温合金的塑性，但会造成晶粒过于粗大，且以轧制的变形程度而言，不足以破碎已经长大的晶粒使其重新形核并长大，容易形成不均匀的内部组织。
当降低轧制温度时，由于轧制时间较长，坯料在轧制时会持续降温，导致终轧温度偏低，使得再结晶的驱动力不足，导致合金的再结晶完成不充分，在显微组织中容易形成部分的拉长晶粒。与此同时，过度的温降使得高温合金的变形抗力增大，容易在坯料表面（尤其是表面棱角处）产生裂纹。因此，相对较低的轧制温度和良好的保温措施是一种进行环件轧制较为合适的方法。
目前大多采用包套的方式对坯料进行保温，室温下将耐高温纤维毡包裹在坯料外表面，并用细铁丝捆绑，再将坯料入炉加热，以确保坯料在转移过程中纤维毡不易脱落。在轧制时，由于纤维毡经高温加热后脆性增大，会随着环件轧制变形而逐渐脱落。但是采用软包套工艺也存在一些弊端：纤维毡的包裹和捆绑铁丝过程较为复杂，耗时较多，会降低环件的生产效率；品质较好的纤维毡普遍成本较高；脱落的纤维毡会影响车间现场环境，纤维单丝断裂后会产生微小细丝，容易被人体吸入，沉积于肺部对呼吸系统造成损害。
针对上述问题，我公司成功研制了针对不同温度、保温时间下高温合金轧制的水性保温涂料，在高温合金入炉加热前涂覆于其表面，待干燥后随坯料入炉加热即可。其中具有代表性的涂料型号有GZH-3-1 和GZH-5，具体适用工艺如表1 所示。
表1 GZH-3-1 和GZH-5 适用工艺
此类保温涂料可完美代替软包套工艺，可以更好地解决高温合金环件轧制工艺中的坯料保温问题，减少坯料轧制后表面裂纹，使之更易获得均匀细小的微观组织，同时简化了生产工艺，降低了劳动强度，改善了车间的现场环境。
保温涂料配方设计
应用于高温合金环件轧制工艺中的保温涂料是以多种晶态非金属氧化物及矿物和非晶态复合玻璃为主要固体基料，并添加一定量的粘接剂、助剂和水配置而成的悬浮液，在坯料入炉加热前将涂料搅拌均匀并刷涂或喷涂到坯料表面，使涂料均匀地覆盖于坯料表面，待干燥后形成涂层。在设计涂料配方时，应考虑高温合金环件轧制的具体工艺，即加热温度、保温时间、炉内气氛、轧制条件，分别设计出与各类高温合金基材具有良好兼容性的，且拥有适当高温黏度、膨胀系数的涂料，以达到与不同的高温合金环件轧制加工工艺条件的完美匹配。
⑴非金属氧化物。
具体而言，非金属氧化物及矿物主要选用SiO2、高岭土等耐高温、化学性质稳定、对高温合金不造成高温热腐蚀的硅酸盐类物质，以保证涂层的高温稳定性，并利用SiO2 膨胀系数小的特点，使坯料轧制完成后的降温过程中涂层易于自行剥落。
⑵非晶态复合玻璃。
加入适量高温黏度与坯料加热温度相匹配的玻璃粉，会在坯料入炉加热过程中迅速熔融成膜，隔绝O2 等气体，防止高温合金表面发生氧化及合金内部的元素贫化。目前，不同软化温度、高温黏度玻璃组分的实现，主要通过调整玻璃的化学组成实现，例如：增加玻璃组分中的SiO2、Al2O3、MgO 等化合物可增大玻璃的高温黏度，而增加玻璃组分中的TiO2、Na2O、K2O、B2O3 等化合物可减小玻璃的高温黏度，通过高温黏度仪对玻璃组分在不同温度下的黏度变化进行检测，以确定最佳的黏度范围。
⑶粘结剂。
保温涂料中的粘结剂直接影响着喷涂或刷涂后涂层在坯料上的附着力，良好的附着力可以使得涂层在干燥后不容易脱落。与此同时，良好的粘结剂还应该保证涂层干燥后易于水洗，这样在涂覆出现差错时涂层能易于去除，不至于使坯料报废。所选用的粘结剂还应该保证无毒、无刺激性气味，以保证喷涂现场的环境。按照上述要求，本保温涂料选用新型复合粘结剂，可保证涂层在坯料上的附着力，同时确保了涂层易于水洗，并且对增强涂料的悬浮性能有一定的帮助，避免了长期储存后涂料出现的沉淀和分层问题。
⑷其他添加剂。
本涂料还借鉴了建筑涂料配方的设计理念，增加了润湿剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂、分散剂等多功能助剂，将涂料的黏稠度调整到了较为合适的范围，并提高了涂料的综合性能。
以上是轧环中保温材料的简单介绍，其他的问题可以来电咨询，可以继续跟我们的技术工深入探讨！
