CN104561870A - 低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法 - Google Patents

Abstract

提供一种低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料无氧退火方法，在真空退火炉的炉腔内设置从炉腔外部给炉腔内部通入惰性气体的耐高温气管，代替传统结构中的高真空机组和中真空机组，仅使用低真空机组的旋片泵或滑阀泵与惰性气体结合，利用惰性气体比重大的特性逼出炉腔内低真空机组无法完全抽出的空气，不仅简化设备结构，降低生产成本，而且节省能耗，极大地提高了工作效率。

Description

低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法

技术领域

本发明属金属管材热处理技术领域，具体涉及一种低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法。

背景技术

生产无缝钛管的关键工序是冷轧或冷拔，而特殊工序是热处理，尤其是成品钛管必须采用真空退火处理，其目的是降低钛管硬度，消除其残余应力，细化晶粒结构使钛管材达到稳定的机械性能与工艺塑性，并且要求钛管材内外表面不能被氧化或氢化。我国目前现有生产钛管材的真空热处理炉具有以下缺点：一是通常需用三组真空机组来保证炉腔内的真空度，即低真空机组采用两组旋片泵(H-70)或一组滑阀泵(H-150)，中真空机组采用罗茨泵，高真空机组采用扩散泵，其构造复杂，生产效率低，真空经常抽不上去，易出故障；二是复杂设备长期使用维护成本高，一旦发生故障，整炉钛管材都将被氧化导致报废，很难确保钛管材的各项性能指标稳定可靠，尤其是对薄壁的无缝钛管材影响更大，给后续的钛管材表面清洗工作造成巨大困难。上述缺陷，制约了钛管材性能向更高方向的发展和应用，因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，在真空退火炉的炉腔内设置从炉腔外部给炉腔内部通入惰性气体的耐高温气管，代替传统结构中的高真空机组和中真空机组，仅使用低真空机组的旋片泵或滑阀泵与惰性气体结合，利用惰性气体与低真空机组相互配合保证炉腔内的真空度，不仅简化设备结构，降低生产成本，而且节省能耗，极大地提高了工作效率。

本发明采用的技术方案：低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，包括下述步骤：

1)在现有真空炉的炉腔内部下方安装耐高温气管，所述耐高温气管一端伸入炉腔内部，耐高温气管另一端伸出炉腔外部与保护气瓶连通，所述保护气瓶出口处设有压力表；

2)按照真空炉操作规程，打开水泵、空压机，检查各管路无漏气渗水现象，然后把装好钛或钛合金材料的料框推入炉腔内，锁紧炉门；

3)开启低真空机组对炉腔内抽真空，然后打开保护气瓶开关给炉腔内充入惰性气体，利用惰性气体与低真空机组相互配合保证炉腔内的真空度并使钛或钛合金材料始终处于惰性气体保护氛围内；

4)按照真空炉操作规程，完成升温、保温及降温过程，当炉腔内温度降至100℃以下时关闭保护气瓶开关并关掉低真空机组开关，出料。

上述步骤3)中，先利用低真空机组的低真空滑阀泵，抽取炉腔内大部分空气，15-20min后打开保护气瓶开关并将压力调至15Pa，持续向炉腔内充入惰性气体。

上述步骤1)中，所述保护气瓶为氩气气瓶。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本发明设计构思巧妙，工艺简单易懂，生产效率高，采用本方案处理后的钛或钛合金材料表面质量好，成份性能稳定，适合各种纯钛或钛合金材料高质量高要求的批量生产；

2、本发明改变了以往单一的采用真空机组热处理方法或气体保护热处理方法，而是把两种方法经过工艺改进有机的结合，使其达到了最佳的处理效果，有效解决了批量生产无缝钛或钛合金材料时真空炉真空度上不去，影响钛或钛合金材料质量的特殊问题，大大提高了工作效率；

3、本发明彻底淘汰了罗茨泵、扩散泵在真空炉上的使用，简化了设备结构，降低维护成本，且采用此方法处理的钛或钛合金材料质量远远优于现有热处理方法处理的钛或钛合金材料，质量稳定可靠。

具体实施方式

实施例描述：低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，包括下述步骤：

1)在现有真空炉的炉腔内部下方安装耐高温气管，所述耐高温气管一端伸入炉腔内部，耐高温气管另一端伸出炉腔外部与保护气瓶连通，所述保护气瓶出口处设有压力表；所述保护气瓶为氩气气瓶，也可考虑其他惰性气体，如氦气等；

2)按照真空炉操作规程，打开水泵、空压机，检查各管路无漏气渗水现象，然后把装好钛或钛合金材料的料框推入炉腔内，锁紧炉门；

3)开启低真空机组对炉腔内抽真空，然后打开保护气瓶开关给炉腔内充入惰性气体，利用惰性气体与低真空机组相互配合保证炉腔内的真空度；具体说，先利用低真空机组的低真空滑阀泵，抽取炉腔内大部分空气，15-20min后打开保护气瓶开关并将压力调至15Pa，持续向炉腔内充入惰性气体；钛或钛合金材料在退火过程中，自身也会析出氧气或氢气，但由于持续充入惰性气体且低真空机组持续工作，不仅可始终保持炉腔内合适的真空度，而且惰性气体隔绝钛或钛合金材料与炉腔内残余氧气或氢气的接触，从而使此方法处理的钛或钛合金材料质量远远优于现有热处理方法处理的钛或钛合金材料，质量稳定可靠；

4)按照真空炉操作规程，完成升温、保温及降温过程，当炉腔内温度降至100℃以下时关闭保护气瓶开关并关掉低真空机组开关，出料。

在进行上述操作时，需特别注意：

1、保护气瓶出口处的压力表要勤检查防止气瓶漏气或无气进而氧化钛管材；

2、定期检查低真空机组(滑阀泵)、齿轮箱油、电源线、冷却水、空压机等是否合理运行；

3、以上操作次序不能颠倒或忘掉，否则会影响热处理效果，甚至损坏设备；

4、操作者必须每30分钟记录一次低真空机组运行情况，保护气瓶压力表显示的压力大小，炉内区间温度等。

本发明彻底淘汰了罗茨泵、扩散泵在真空炉上的使用，简化了设备结构，降低维护成本，且采用此方法处理的钛或钛合金材料质量远远优于现有热处理方法处理的钛或钛合金材料，质量稳定可靠。在成本控制上较现有真空炉有以下优势(以采用氩气保护为例)，每炉料用本发明方法只用1.5罐氩气，共计52.5元，而现有真空炉用罗茨泵(15KW*1元/度*10h＝150元)，扩散泵(60KW*1元/度*8h＝480)元，共计630元，成本大幅降低。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (3)

1.低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，其特征在于包括下述步骤：

1)在现有真空炉的炉腔内部下方安装耐高温气管，所述耐高温气管一端伸入炉腔内部，耐高温气管另一端伸出炉腔外部与保护气瓶连通，所述保护气瓶出口处设有压力表；

2)按照真空炉操作规程，打开水泵、空压机，检查各管路无漏气渗水现象，然后把装好钛管材的料框推入炉腔内，锁紧炉门；

3)开启低真空机组对炉腔内抽真空，然后打开保护气瓶开关给炉腔内持续充入惰性气体，利用惰性气体与低真空机组相互配合保证炉腔内的真空度并使钛或钛合金材料始终处于惰性气体保护氛围内；

4)按照真空炉操作规程，完成升温、保温及降温过程，当炉腔内温度降至100℃以下时关闭保护气瓶开关并关掉低真空机组开关，出料。

2.根据权利要求1所述的低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，其特征在于：上述步骤3)中，先利用低真空机组的低真空滑阀泵，抽取炉腔内大部分空气，15-20min后打开保护气瓶开关并将压力调至15Pa，持续向炉腔内充入惰性气体。

3.根据权利要求1所述的低真空机组与气体保护配合进行钛或钛合金材料真空退火方法，其特征在于：上述步骤1)中，所述保护气瓶为氩气气瓶。