CN106090452A - 一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法,属于金属材料技术领域。其过程包括制管、表面处理、热处理、复合、径向挤胀等。本发明制备的复合型小口径铂和铂铑合金管与传统铂金管相比,可以显著提高铂金管的高温强度和韧性,在同等条件下使用时,寿命增加50%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法,属于金属材料技术领域。
背景技术
铂金具备熔点高、抗蠕变能力强、化学性能稳定、抗腐蚀能力强等特点,是优选的高温结构材料,特别是作为玻璃行业中重要的装备材料。由于玻璃行业特殊的使用环境,铂金制品高温寿命普遍不高,因此需要提高铂金的高温持久强度及抗蠕变能力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处,提供一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法,用该方法制备的铂和铂铑合金管可以显著提高铂金管的使用寿命,并通过特殊设计,让纯铂界面接触玻璃液,有效的阻止了铑元素向玻璃液中扩散,因此玻璃液不会被上色。特别适用于玻璃工业用搅拌器桨叶和料管。
按照本发明提供的技术方案,一种小口径铂和铂铑合金管,包括外套管(1)和内套管(2),内套管(2)设置于外套管(1)内部,两者过盈配合。
所述外套管外径Ф10~30mm,壁厚δ 0.5~1.0mm,长度L 400~800mm。
所述内套管外径Ф8~28mm,壁厚δ0.5~1.5mm,长度L400~800mm。
所述纯铂管纯度大于99.95%;铂铑管中的铑含量按质量百分比计为1%~20%。
一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法,步骤如下:
(1)制管:选取纯铂或铂铑管作为外套管(1),选取铂铑或纯铂管作为内套管(2);所述外套管(1)与内套管(2)材质不同;
(2)表面处理:将步骤(1)所得外套管(1)进行内表面抛丸处理,内套管(2)进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级;
(3)热处理:对步骤(2)所得抛丸后管体进行退火处理;其中纯铂管退火温度950~1000℃,时间20~30min;铂铑合金管退火温度1100~1200℃,时间20~30min;
(4)复合:将步骤(3)热处理后的内套管(2)套入外套管(1)中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管(1)外径的0.6~0.7倍,拉头长度为50~100mm;
随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为10~20MPa,单次外径递减量为1~1.5mm,冷拉1~2次,使外套管(1)直径缩小直至与内套管(2)过盈配合,拉管速度设置为10~12mm/s;
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,拉管液压为10~20MPa,单次变形量控制不超过15%;经3~4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
步骤(4)所述气锤锻为250kg气锤锻。
本发明的有益效果:本发明制备的复合型小口径铂和铂铑合金管与传统铂金管相比,可以显著提高铂金管的高温强度和韧性,在同等条件下使用时,寿命增加50%以上。
附图说明
图1是本发明合金管结构示意图。
图2是冷加工挤胀示意图。
图3是热加工挤胀示意图。
附图标记说明:1、外套管;2、内套管;3、外模。
具体实施方式
如图1所示:本发明合金管包括外套管1和内套管2,内套管2设置于外套管1内,两者过盈配合;合金管设置于外模3内。
实施例1
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh20(内管);管材规格:Ф10mm×Ф8mm,L=1000mm;加工方式:冷加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф13.5×Ф12mm,δ=0.75mm,L=500mm,b)内管材料为PtRh20,管材规格为Ф11.5×Ф10mm,δ=0.75mm,L=600mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行950℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1100℃/20min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管1中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍,拉头长度为50mm。随后进行用液压拉管机冷拉,拉管液压为10MPa,单次外径递减量为1mm,冷拉1次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为10mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例2
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh18(内管);管材规格:Ф10mm×Ф8mm,L=1000mm;加工方式:冷加工+热加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф13.5×Ф12mm,δ=0.75mm,L=500mm,b)内管材料为PtRh18,管材规格为Ф11.5×Ф10mm,δ=0.75mm,L=600mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行960℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1110℃/20min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管1中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍,拉头长度为50mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为20MPa,单次外径递减量为1mm,冷拉1次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为10mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例3
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh16(内管);管材规格:Ф20mm×Ф16mm,L=1000mm;加工方式:冷加工。
(1)制管 经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф26×Ф23.6mm,δ=1.2mm,L=700mm,b)内管材料为PtRh16,管材规格为Ф23×Ф20mm,δ=1.5mm,L=850mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行970℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1120℃/20min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍,拉头长度为50mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为15MPa,单次外径递减量为1mm,冷拉1次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为10mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例4
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh15(内管);管材规格:Ф20mm×Ф16mm,L=1000mm;加工方式:冷加工+热加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф26×Ф23.6mm,δ=1.2mm,L=700mm,b)内管材料为PtRh15,管材规格为Ф23×Ф20mm,δ=1.5mm,L=850mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行980℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1130℃/20min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管1中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍,拉头长度为60mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为10MPa,单次外径递减量为1.5mm,冷拉2次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为11mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例5
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh13(内管);管材规格:Ф20mm×Ф18mm,L=1000mm;加工方式:冷加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф26×Ф24mm,δ=1.0mm,L=600mm,b)内管材料为PtRh13,管材规格为Ф23.5×Ф22mm,δ=0.75mm,L=750mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行990℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1140℃/30min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管1中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍,拉头长度为60mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为16MPa,单次外径递减量为1.5mm,冷拉2次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为11mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例6
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRh10(内管);管材规格:Ф20mm×Ф18mm,L=1000mm;加工方式:冷加工+热加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt,管材规格为Ф26×Ф24mm,δ=1.0mm,L=600mm,b)内管材料为PtRh10,管材规格为Ф23.5×Ф22mm,δ=0.75mm,L=750mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000℃/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1150℃/30min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍,拉头长度为60mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为12MPa,单次外径递减量为1.5mm,冷拉2次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为11mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例7
目标产品:材料:PtRh20(外管)-Pt(内管);管材规格:Ф20mm×Ф18mm,L=1000mm;加工方式:冷加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为PtRh20,管材规格为Ф26.5×Ф25mm,δ=0.75mm,L=700mm,b)内管材料为Pt,管材规格为Ф24×Ф22mm,δ=1.0mm,L=750mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000℃/25min热处理;b)对铂铑合金管进行1160℃/30min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍,拉头长度为80mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为16MPa,单次外径递减量为1mm,冷拉2次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为12mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
实施例8
目标产品:材料:PtRh1(外管)-Pt(内管);管材规格:Ф20mm×Ф18mm,L=1000mm;加工方式:冷加工+热加工。
(1)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管,两种规格的管材如下:a)外管材料为PtRh1,管材规格为Ф26.5×Ф25mm,δ=0.75mm,L=700mm,b)内管材料为Pt,管材规格为Ф24×Ф22mm,δ=1.0mm,L=750mm。
(2)表面处理:将步骤(1)所述外套管进行内表面抛丸处理,所述内套管进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级。
(3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000℃/30min热处理;b)对铂铑合金管进行1200℃/30min热处理。
(4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用250kg气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍,拉头长度为100mm。随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为19MPa,单次外径递减量为1.5mm,冷拉2次,使外管直径缩小直至与内管过盈配合,拉管速度设置为12mm/s。
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
Claims (6)
1.一种小口径铂和铂铑合金管,其特征是:包括外套管(1)和内套管(2),内套管(2)设置于外套管(1)内部,两者过盈配合。
2.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管,其特征是:所述外套管外径Ф10~30mm,壁厚δ 0.5~1.0mm,长度L 400~800mm。
3.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管,其特征是:所述内套管外径Ф8~28mm,壁厚δ0.5~1.5mm,长度L400~800mm。
4.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管的制备方法,其特征是:所述纯铂管纯度大于99.95%;铂铑管中的铑含量按质量百分比计为1%~20%。
5.一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法,其特征是步骤如下:
(1)制管:选取纯铂或铂铑管作为外套管(1),选取铂铑或纯铂管作为内套管(2);所述外套管(1)与内套管(2)材质不同;
(2)表面处理:将步骤(1)所得外套管(1)进行内表面抛丸处理,内套管(2)进行外表面抛丸处理,抛丸等级达到Sa2级;
(3)热处理:对步骤(2)所得抛丸后管体进行退火处理;其中纯铂管退火温度950~1000℃,时间20~30min;铂铑合金管退火温度1100~1200℃,时间20~30min;
(4)复合:将步骤(3)热处理后的内套管(2)套入外套管(1)中,并用氢氧气火焰烧白对齐的一端,后用气锤锻打拉头,直至拉头尺寸为外套管(1)外径的0.6~0.7倍,拉头长度为50~100mm;
随后用液压拉管机进行冷拉,拉管液压为10~20MPa,单次外径递减量为1~1.5mm,冷拉1~2次,使外套管(1)直径缩小直至与内套管(2)过盈配合,拉管速度设置为10~12mm/s;
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀,选择合适的芯头和配套的外模,用液压拉管机进行冷拉或热拉,拉管液压为10~20MPa,单次变形量控制不超过15%;经3~4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
6.如权利要求5所述小口径铂和铂铑合金管的制备方法,其特征是:步骤(4)所述气锤锻为250kg气锤锻。
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