CN112126872A - 一种大型钛铸件的非真空退火方法 - Google Patents

一种大型钛铸件的非真空退火方法 Download PDF

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Abstract

一种大型钛铸件的非真空退火方法,步骤如下：对大型钛铸件的表面进行喷砂处理；在大型钛铸件的表面形成一定厚度的防氧化涂层，干燥一段时间后；将带有防氧化涂层的大型钛铸件放入箱体内，封闭箱门，箱体材质选用可导热材质，箱体上预留有进气孔和排气阀；在箱体的进气孔充入氩气，直至氩气充满整个箱体空腔，封闭箱体的进气孔；将装入钛铸件的整个箱体装入大气退火炉内进行热处理工序；热处理完成后，取出钛铸件,清理钛铸件表面的防氧化涂料，完成。本方案通过对大型钛铸件表面进行涂层处理并结合氩气保护处理，使得采用常规大气退火炉就可以实现大型钛铸件的消应力退火，降低了生产成本，同时可避免钛铸件在大气高温环境下的氧化。

Description

一种大型钛铸件的非真空退火方法
技术领域
本发明属于钛合金铸造技术领域，具体涉及一种大型钛铸件的非真空退火方法。
背景技术
众所周知，由于钛及钛合金具有很高的化学活性，在热处理过程中极易与氧、水蒸气、氮气发生反应，尤其是氧，使钛铸件表面形成氧化皮，在表面氧化皮下为富含氧的气体饱和层，会导致钛铸件表面硬化，使得钛铸件的使用性能下降；因此，钛及钛合金铸件一般采用真空热处理炉进行真空消应力热处理，可有效避免钛铸件的氧化。
目前钛铸件的退火多采用真空热处理炉进行消应力退火，真空退火一般真空度要求≤0.133Pa，热处理温度及保温时间需要参考钛铸件的产品标注进行制定。
真空热处理炉受真空设备的限制一般体积有限，一些大型或者超大型的钛铸件无法进入真空热处理炉内，也就无法进行真空消应力退火。
因此，有必要研究一种大型钛合金铸件消应力热处理的生产方法，实现大型钛铸件的研制及生产任务。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种大型钛铸件的非真空退火方法，本方案通过对大型钛铸件表面进行涂层处理并结合氩气保护处理，使得采用常规大气退火炉就可以实现大型钛铸件的消应力退火，降低了生产成本，同时可避免钛铸件在大气高温环境下的氧化。
本发明采用的技术方案是：一种大型钛铸件的非真空退火方法,步骤如下：
S1、对大型钛铸件的表面进行喷砂处理，备用；
S2、将防氧化涂料搅拌均匀后，在大型钛铸件的表面形成一定厚度的防氧化涂层，干燥一段时间后，备用；
S3、将带有防氧化涂层的大型钛铸件放入箱体内，封闭箱门，箱体材质选用可导热材质，箱体上预留有进气孔和排气阀；
S4、在箱体的进气孔充入氩气，直至氩气充满整个箱体空腔，封闭箱体的进气孔，备用；
S5、将装入钛铸件的整个箱体装入大气退火炉内进行热处理工序；
S6、热处理完成后，取出钛铸件,备用；
S7、清理钛铸件表面的防氧化涂料，完成。
进一步优化，在S1步骤中，还包括预处理过程，通过预处理过程清洁大型钛铸件表面油污及粉尘。
进一步优化，在S2步骤中，通过对大型钛铸件表面进行喷涂、刷涂或者浸入防氧化涂料，使其表面形成厚度为0.2-0.4㎜的防氧化涂层。
进一步优化，所述的防氧化涂料包括耐火材料和粘接剂。
进一步优化，所述的耐火材料由氧化硅、碳化硼和氧化铝组成，所述的粘接剂为硅酸盐粘接剂。
进一步优化，在S2步骤中，在钛铸件表面施加涂层后，需要阴干12小时以上。
进一步优化，在S3步骤中，所述的箱体为铁质箱体，进气孔设置在箱体的下侧，排气阀设置箱体的顶部。
本发明的有益效果是：
其一、本方案通过创新，对大型钛铸件表面进行了涂层处理并结合氩气保护处理，实现了采用常规大气退火炉就可以实现大型钛铸件的消应力退火，无需购置新的专用设备，具有较好的设备适应性，降低了生产成本，同时该方案可避免钛铸件在大气高温环境下的氧化，实际生产操作方便，适合在大型钛合金铸件热处理方面推广应用。
其二、本方案中为实现大气环境下退火，设计一种由密闭箱体和填充在箱体内腔中的氩气构成的氩气保护罩，使得钛铸件处于氩气的保护环境，避免大气的氧化；该过程为：采用一个密闭的由导热材料制成的箱体，箱体预留进气孔和排气阀，在箱体内充满氩气后，封闭进气孔，可避免大气进入箱体内部，有效避免了大气氧化钛铸件，该氩气保护罩具有两个作用：其一、由箱体和设置在箱体内的氩气作为保护层，避免钛铸件直接与大气接触，其二、该保护罩还同时起到的传热介质的作用，相比真空退火能有效提升加热过程中箱体内部的温度均匀性，避免大型钛铸件因受热不均匀导致的变形。
附图说明
图1是本方案中所用箱体的结构示意图；
图2是基座框架铸件经过本发明的工艺处理后的表面化学成分检测分析表格。
附图标记：1、箱体，11、进气孔，12、排气阀，2、钛铸件。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。
一种大型钛铸件的非真空退火方法,步骤如下：
S1、对大型钛铸件的表面进行喷砂处理，备用，需要说明的是：如钛铸件表面含有油污或者粉尘，还需要其他一些必要的清洁过程，确保大型钛铸件刷涂料前，逐渐表面清洁，无油污及粉尘；
S2、将防氧化涂料搅拌均匀后，在大型钛铸件的表面形成一定厚度的防氧化涂层，干燥一段时间后，备用；
S3、将带有防氧化涂层的大型钛铸件放入箱体内，采用焊接方式封闭箱门，焊接时需注意焊缝质量避免产生较大裂纹缺陷，此外：箱体材质选用可导热材质，箱体上预留有进气孔和排气阀；
S4、在箱体下侧的进气孔充入99.99%纯度氩气，当氩气充满铁箱内部时顶部的排气阀排出的气体会使火焰熄灭，表示氩气充满整个箱体空腔，采用螺帽封堵进行口，避免氩气充底部进气孔排出，备用；
S5、将装入钛铸件的整个箱体装入大气退火炉内进行热处理工序，具体热处理参数需要参考相应钛铸件的标准，不同型号、不同材质的钛铸件需要不同的热处理参数；
S6、热处理完成后，取出钛铸件,备用；
S7、清理钛铸件表面的防氧化涂料，可采用喷砂方式进行清理，完成。
本方案中，在S2步骤中，通过对大型钛铸件表面进行喷涂、刷涂或者浸入防氧化涂料，使其表面形成厚度为0.2-0.4㎜的防氧化涂层。
本方案中，所述的防氧化涂料市场有售，其主要成分包括耐火材料和粘接剂。其中：所述的耐火材料可以由氧化硅、碳化硼和氧化铝组成，所述的粘接剂为硅酸盐粘接剂，本发明采用的防氧化涂料可用于930℃以下的热处理。
本方案中，在S2步骤中，在钛铸件表面施加涂层后，需要阴干12小时以上。
本方案中，在S3步骤中，考虑到箱体需要采用可导热材质，本领域的技术人员完全可以根据上述描述对箱体的材料进行合理选择，例如：采用铁质箱体，进气孔设置在箱体的下侧，排气阀设置箱体的顶部。
实施例1、
以大型结构基座框架铸件（总体尺寸：2400×1650×1100mm；材质ZTC4）的研制过程为例。
第一步，对铸件表面进行喷砂处理，应保证铸件表面清洁，无油污及粉尘。
第二步，对钛铸件表面喷涂、刷涂或浸入防氧化涂料，涂层厚度为0.2-0.4mm，
第四步，阴干12h以上；
第五步，准备铁箱，把大型钛铸件装入铁箱；
第六步，对铁箱门进行封焊，需注意焊缝质量避免产生较大裂纹缺陷；
第七步，充氩气，从氩气保护罩底部的进行孔充入99.99%纯度氩气，当氩气充满铁箱内部时顶部的排气阀排出的气体会使火焰熄灭，当火焰熄灭时充氩结束；
第八步，采用螺帽封堵进行口，避免氩气充底部进气孔排出；
第九步，把装入钛铸件的氩气保护罩整体装入大气退火炉内进行热处理，具体热处理参数按照基座框架钛铸件的标准：保温温度为700℃，保温时间为2h；
第十步，出炉后气割铁箱门，取出钛铸件；
第十一步，清理钛铸件表面防氧化涂料，可采用喷砂方式进行清理，完成。
采用上述本发明的非真空退火方法实现大型钛铸件基座框架产品的消应力退火，有效降低了钛铸件内部的残余应力。从基座框架铸件表面进行取样化学分析检测，发现O元素含量并没有超出标准要求，且有一定的安全余量，见图2所示，避免了氧化问题。本发明为大型及超大型钛合金铸件的热处理方法提供了新的途径。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种大型钛铸件的非真空退火方法,其特征在于：步骤如下：
S1、对大型钛铸件的表面进行喷砂处理，备用；
S2、将防氧化涂料搅拌均匀后，在大型钛铸件的表面形成一定厚度的防氧化涂层，干燥一段时间后，备用；
S3、将带有防氧化涂层的大型钛铸件放入箱体内，封闭箱门，箱体材质选用可导热材质，箱体上预留有进气孔和排气阀；
S4、在箱体的进气孔充入氩气，直至氩气充满整个箱体空腔，封闭箱体的进气孔，备用；
S5、将装入钛铸件的整个箱体装入大气退火炉内进行热处理工序；
S6、热处理完成后，取出钛铸件,备用；
S7、清理钛铸件表面的防氧化涂料，完成。
2.根据权利要求1所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：在S1步骤中，还包括预处理过程，通过预处理过程清洁大型钛铸件表面油污及粉尘。
3.根据权利要求1所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：在S2步骤中，通过对大型钛铸件表面进行喷涂、刷涂或者浸入防氧化涂料，使其表面形成厚度为0.2-0.4㎜的防氧化涂层。
4.根据权利要求3所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：所述的防氧化涂料包括耐火材料和粘接剂。
5.根据权利要求4所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：所述的耐火材料由氧化硅、碳化硼和氧化铝组成，所述的粘接剂为硅酸盐粘接剂。
6.根据权利要求1所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：在S2步骤中，在钛铸件表面施加涂层后，需要阴干12小时以上。
7.根据权利要求1所述的一种大型钛铸件的非真空退火方法，其特征在于：在S3步骤中，所述的箱体为铁质箱体，进气孔设置在箱体的下侧，排气阀设置箱体的顶部。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113322424A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 索罗曼(常州)合金新材料有限公司 低成本钛合金防氧化退火方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101423922A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种钛合金非真空炉热处理工艺
CN106987789A (zh) * 2017-04-01 2017-07-28 南京理工大学 提高slm成形tc4强度‑塑性匹配性能的热处理方法
CN109722615A (zh) * 2019-01-31 2019-05-07 中国兵器科学研究院宁波分院 一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法
CN111499395A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 北京天力创玻璃科技开发有限公司 金属高温防护涂料、金属高温防护方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101423922A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种钛合金非真空炉热处理工艺
CN106987789A (zh) * 2017-04-01 2017-07-28 南京理工大学 提高slm成形tc4强度‑塑性匹配性能的热处理方法
CN109722615A (zh) * 2019-01-31 2019-05-07 中国兵器科学研究院宁波分院 一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法
CN111499395A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 北京天力创玻璃科技开发有限公司 金属高温防护涂料、金属高温防护方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113322424A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 索罗曼(常州)合金新材料有限公司 低成本钛合金防氧化退火方法
CN113322424B (zh) * 2021-05-28 2022-02-11 索罗曼(常州)合金新材料有限公司 低成本钛合金防氧化退火方法

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