CN108950164A - 不锈钢波纹管热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明特指一种不锈钢波纹管热处理工艺,属于金属波纹管制造技术领域，波纹管通过清洗除油，内壁喷涂脱模剂和防裂涂层，并经过退火炉的加热段和冷却段的高温处理，同时在退火炉内充入氢气和氮气，两者的流量至少为25m3/h，其中氢气占比为25％，氮气占比为75％，最后进行弯曲和扭曲测试。本发明波纹管表面的光洁度得到提高，而且波纹管内壁在防裂涂层的覆盖和保护下，能够避免内应力集中造成内部开裂，使波纹管的外壁和内壁的性能保持一致，提高波纹管的弹性和塑性，使波纹管在弯曲度和扭曲度上得到提高；另外热处理效率提高了3倍。

Description

不锈钢波纹管热处理工艺
技术领域
本发明属于金属波纹管制造技术领域，特指一种不锈钢波纹管热处理工艺。
背景技术
波纹管的应用非常广泛，生产过程中焊接成型后，还要进行多道复杂的工艺处理后才能投放市场，尤其是热处理工艺，处理不当，容易导致波纹管的氧化，降低波纹管弹性特性，弯曲度和扭曲度也会降低，弯曲和扭曲时容易断裂，影响正常使用。而且波纹管使用的不锈钢板材在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如，划伤、麻点、沙孔、折痕等，投入使用中会造成进一步的腐蚀磨损。制作成波纹管后在热处理的过程中，主要作用在波纹管的外表面，通过还原反应，去除表面杂质，提高表面光洁度。而波纹管的内壁受热要迟于外壁，暂短的温差容易使波纹管内产生应力，容易使波纹管的内壁产生裂纹，而且波纹管内壁无法充分与还原气体发生反应，热处理不够彻底，使波纹管的外壁和内壁之间的特性存在差异，整体性能提高不大。
发明内容
本发明的目的是提供一种不锈钢波纹管热处理工艺，能够确保波纹管的外壁和内壁性能一致。
本发明的目的是这样实现的：不锈钢波纹管热处理工艺，包括如下步骤：
S1、将波纹管放入超声波清洗槽内进行除油处理；
S2、向波纹管的内壁喷涂脱模剂，然后在波纹管的内壁涂刷防裂涂层，防裂涂层的厚度为0.5mm；
S3、将波纹管送至退火炉进行热处理，退火炉包括加热段和冷却段，所述加热段包括加热一区，温度为1000℃；加热二区，温度为1050℃-1070℃；加热三区，温度为1100℃-1150℃；加热四区，温度为1150℃；
所述冷却段包括冷凝器区和燃气管区，冷凝器区分为冷却一区，温度为 54℃；冷却二区，温度为50℃；冷却三区，温度为42℃；冷却四区，温度为40；
燃气管区分为冷却五区，温度为35℃；冷却六区，温度为30℃；冷却七区，温度为25℃；冷却八区，温度为20℃；
所述退火炉的网带速度为0.85m/min，且热处理过程中，退火炉内同时充入氢气和氮气，两者的流量至少为25m3/h，其中氢气占比为25％，氮气占比为75％；
S4、热处理完毕后，将波纹管内壁的防裂涂层剥落；
S5、对波纹管进行弯曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，使波纹管弯曲度达到180°，并进行往复15次的弯曲；
S6、对波纹管进行扭曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，左右各90°的扭动，往复15次；
S7、将弯曲测试和扭曲测试合格的波纹管进行包装封箱。
据上所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其中，所述脱模剂中含有氮化硼素。
据上所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其中，所述防裂涂层中金属合金相占50％，陶瓷相占20％，剩余为粘合剂和石英砂，金属合金相按照质量百分比计含有以下成分：Cr占20％、Al占5％、Si占3.5％、B占0.09％、C占0.05％、剩余为Ni，陶瓷相按照质量百分比计含有以下成分：TiO2占36％、ZrO2占28％、 SiC占18％、剩余为BeO，其制备方法为：将金属合金研磨成300-325目的粉末，与陶瓷粉末一起放入玻璃研钵中，滴入粘结剂，并加入石英砂，研磨均匀，呈糊状。
据上所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其中，所述粘结剂为松香。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：波纹管表面的光洁度得到提高，而且波纹管内壁在防裂涂层的覆盖和保护下，能够避免内应力集中造成内部开裂，使波纹管的外壁和内壁的性能保持一致，提高波纹管的弹性和塑性，使波纹管在弯曲度和扭曲度上得到提高；另外热处理效率提高了3倍。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在对波纹管进行热处理前，需要先制作脱模剂和防裂涂层，本发明中的脱模剂为耐高温脱模剂，以固体润滑剂氮化硼素为主要原料，配制过程中氮化硼占80％、特种陶瓷粘合剂占 20％及适量的水，粘度要求为2.2-2.6dPa.s，用于喷涂到波纹管的内壁；防裂涂层中金属合金相占50％，陶瓷相占20％，剩余为粘合剂和石英砂，金属合金相按照质量百分比计含有以下成分：Cr占20％、Al占5％、Si占3.5％、B占0.09％、 C占0.05％、剩余为Ni，陶瓷相按照质量百分比计含有以下成分：TiO2占36％、 ZrO2占28％、SiC占18％、剩余为BeO，其制备方法为：将金属合金研磨成 300-325目的粉末，与陶瓷粉末一起放入玻璃研钵中，滴入粘结剂，粘结剂为松香，并加入石英砂，研磨均匀，为了使防裂涂层原料呈糊状，粘结剂是用松香和酒精调制而成的。脱模剂和防裂涂层原料准备完毕后，开始进行热处理加工。
本发明中的工艺主要针对的是直径小于10毫米的波纹管和直径大于10毫米小于23毫米的波纹管。
一、波纹管直径小于10毫米的工艺
S1、将波纹管放入超声波清洗槽内进行除油处理，在清洗时添加适当的清洗剂；
S2、向波纹管的内壁喷涂脱模剂，确保喷涂均匀，然后在波纹管的内壁涂刷防裂涂层，防裂涂层的厚度为0.5mm；在热处理过程中，波纹管的内壁容易忽视，充入的氮气和氢气不能完全充满内壁，波纹管的内壁可能残存有少量的空气，高温下导致内壁发生氧化反应，而在进入退火炉之前涂刷防裂涂层，能够有效的将内壁与空气隔绝，防止内壁氧化，防裂涂层不仅能够消除波纹管中的应力，防止应力集中，而且防裂涂层在高温状态下能够与波纹管内壁进行少量的融合，修复潜在的裂痕，提高波纹管的性能；
S3、将波纹管送至退火炉进行热处理，退火炉包括加热段和冷却段，所述加热段包括加热一区，温度为1000℃；加热二区，温度为1050℃；加热三区，温度为1100℃；加热四区，温度为1150℃；
所述冷却段包括冷凝器区和燃气管区，冷凝器区分为冷却一区，温度为 54℃；冷却二区，温度为50℃；冷却三区，温度为42℃；冷却四区，温度为40；
燃气管区分为冷却五区，温度为35℃；冷却六区，温度为30℃；冷却七区，温度为25℃；冷却八区，温度为20℃；
所述退火炉的网带速度为0.85m/min，且热处理过程中，退火炉内同时充入氢气和氮气，两者的流量为25m3/h，其中氢气占比为25％，氮气占比为75％，氮气作为保护气体，防止氧化，氢气与波纹管中的杂质进行还原反应，使波纹管表面变得光洁；
S4、热处理完毕后，将波纹管内壁的防裂涂层剥落，由于波纹管的内壁喷涂有脱模剂，防裂涂层剥落时比较容易和轻松，而且剥落的比较干净，不会残留到波纹管的内壁；
S5、对波纹管进行弯曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，使波纹管弯曲度达到180°，并进行往复15次的弯曲；
S6、对波纹管进行扭曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，左右各90°的扭动，往复15次；
S7、将弯曲测试和扭曲测试合格的波纹管进行包装封箱。
二、波纹管直径大于10毫米小于23毫米
S1、将波纹管放入超声波清洗槽内进行除油处理；
S2、向波纹管的内壁喷涂脱模剂，然后在波纹管的内壁涂刷防裂涂层，防裂涂层的厚度为0.5mm；
S3、将波纹管送至退火炉进行热处理，退火炉包括加热段和冷却段，所述加热段包括加热一区，温度为1000℃；加热二区，温度为1070℃；加热三区，温度为1150℃；加热四区，温度为1150℃；
所述冷却段包括冷凝器区和燃气管区，冷凝器区分为冷却一区，温度为 54℃；冷却二区，温度为50℃；冷却三区，温度为42℃；冷却四区，温度为40；
燃气管区分为冷却五区，温度为35℃；冷却六区，温度为30℃；冷却七区，温度为25℃；冷却八区，温度为20℃；
所述退火炉的网带速度为0.85m/min，且热处理过程中，退火炉内同时充入氢气和氮气，两者的流量为30m3/h，其中氢气占比为25％，氮气占比为75％；
S4、热处理完毕后，将波纹管内壁的防裂涂层剥落；
S5、对波纹管进行弯曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，使波纹管弯曲度达到180°，并进行往复15次的弯曲；
S6、对波纹管进行扭曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，左右各90°的扭动，往复15次；
S7、将弯曲测试和扭曲测试合格的波纹管进行包装封箱。
常规热处理与本发明工艺进行对比，如下表：
通过上表可以发现，本发明的热处理工艺在效率上得到很大的提升，产量也得到了提高。正是由于氮气和氢气的作用，以及防裂涂层对波纹管内壁的保护，才确保了在退火炉内高温状态下，波纹管的内壁和外壁均没有发生氧化反应，所以热处理效率得到提升，而且质量也得到了提高。
经过测试的波纹管弯曲次数能够达到30次以上，弯曲次数大大超出国内外标准要求的5-7次弯曲。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.不锈钢波纹管热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将波纹管放入超声波清洗槽内进行除油处理；
S2、向波纹管的内壁喷涂脱模剂，然后在波纹管的内壁涂刷防裂涂层，防裂涂层的厚度为0.5mm；
S3、将波纹管送至退火炉进行热处理，退火炉包括加热段和冷却段，所述加热段包括加热一区，温度为1000℃；加热二区，温度为1050℃-1070℃；加热三区，温度为1100℃-1150℃；加热四区，温度为1150℃；
所述冷却段包括冷凝器区和燃气管区，冷凝器区分为冷却一区，温度为54℃；冷却二区，温度为50℃；冷却三区，温度为42℃；冷却四区，温度为40；
燃气管区分为冷却五区，温度为35℃；冷却六区，温度为30℃；冷却七区，温度为25℃；冷却八区，温度为20℃；
所述退火炉的网带速度为0.85m/min，且热处理过程中，退火炉内同时充入氢气和氮气，两者的流量至少为25m3/h，其中氢气占比为25％，氮气占比为75％；
S4、热处理完毕后，将波纹管内壁的防裂涂层剥落；
S5、对波纹管进行弯曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，使波纹管弯曲度达到180°，并进行往复15次的弯曲；
S6、对波纹管进行扭曲测试，将600mm的测试管件固定在测试机上，左右各90°的扭动，往复15次；
S7、将弯曲测试和扭曲测试合格的波纹管进行包装封箱。
2.根据权利要求1所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其特征在于：所述脱模剂中含有氮化硼素。
3.根据权利要求1所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其特征在于：所述防裂涂层中金属合金相占50％，陶瓷相占20％，剩余为粘合剂和石英砂，金属合金相按照质量百分比计含有以下成分：Cr占20％、Al占5％、Si占3.5％、B占0.09％、C占0.05％、剩余为Ni，陶瓷相按照质量百分比计含有以下成分：TiO2占36％、ZrO2占28％、SiC占18％、剩余为BeO，其制备方法为：将金属合金研磨成300-325目的粉末，与陶瓷粉末一起放入玻璃研钵中，滴入粘结剂，并加入石英砂，研磨均匀，呈糊状。
4.根据权利要求3所述的不锈钢波纹管热处理工艺，其特征在于：所述粘结剂为松香。
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