CN114669623A - 一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，包括三次拉拔配合两次光亮退火以及校直等工序。本发明使椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道不仅能够具有较高的精度，适合大批量长管的生产，而且使管道的磁导率可得到有效的控制，同时具有工艺简单、生产成本低的优势。
Description
技术领域
本发明涉及真空管道技术领域，具体涉及一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法。
背景技术
加速器、半导体、精密仪器等领域需要大量无磁真空管道。为了减小材料对磁场的影响和减小材料所产生的涡流效应，要求真空管道壁厚薄（约0.5mm~1mm）、磁导率小（要求母材相对磁导率小于1.01）、形状复杂（椭圆截面）、截面尺寸要求高（±0.15）、粗糙度要求高（≤0.8）、直线度要求高（优于0.2mm）。
对于上述真空管道一般选用316L或316LN无磁奥氏体不锈钢。制造时的主要工序为管坯经过精轧成薄壁管，薄壁管经光亮退火炉进行退火，校直后采用模具压制成椭圆管。虽然这种工艺能得到椭圆管，但是存在一定的问题：（1）由于圆管压制成椭圆管时会有一定回弹，所以需要多次修模才能达到所要求的尺寸，公差较大、重复性差；（2）只适合短椭圆管的生产，如果管道较长，对工装及压力机的要求比较大；（3）直线度较差，无法满足使用要求；通过手工校直工作量大，一致性差；（4）只适合小批量生产；（5）压制和矫形过程中经过多次变形，由于变形产生变形马氏体，导致产品磁导率上升，不能满足使用要求；如果再进行保护气氛热处理去磁，会增加生产制造成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种制造方便、精度高且适合大批量生产的椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法。
一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，包括以下步骤：
（1）、选料：选取磁导率μ＜1.01的316L或316LN奥氏体不锈钢厚壁管；
（2）、精轧：对上述不锈钢厚壁管进行精轧，使其成为壁厚0.5mm~1mm，内外表面光洁度0.3-0.8μm的不锈钢薄壁管；
（3）、光亮退火：将不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050~1150℃，保温30min，使其中的碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550~850℃，保温30min；
（4）、一次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第一次拉拔预处理，变形量需小于30%；
（5）、二次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第二次拉拔，进一步接近所需尺寸；
（6）、清洗；
（7）、光亮退火：将不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050~1150℃，保温30min左右，使碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550~850℃；
（8）、三次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第三次终处理，形成椭圆管截面尺寸精度满足设计要求的不锈钢薄壁椭圆管；
（9）、校直：对不锈钢薄壁椭圆管直线度进行矫正；
（10）、清洗后包装。
本发明通过三次拉拔配合两次光亮退火以及校直等工序，使椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道不仅能够具有较高的精度，适合大批量长管的生产，而且使管道的磁导率可得到有效的控制，同时具有工艺简单、生产成本低的优势。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的工艺流程图；
图2为本实施例中拉拔成型过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
本实施例提供的一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，包括以下步骤：
（1）、选料：选取磁导率μ＜1.01的316L奥氏体不锈钢厚壁管；
（2）、精轧：采用精轧机对上述不锈钢厚壁管进行精轧，使其成为壁厚0.5mm，内外表面光洁度0.3μm的不锈钢薄壁管；
（3）、光亮退火：将不锈钢薄壁管在保护氢气气氛下进行固溶处理（消除加工硬化，可获得稳定的奥氏体金相组织（如M23C6），并且可去除一定的磁导率；具体为：把不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050℃，保温30min，使其中的碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550℃，保温30min，否则晶粒粗大，影响表面光洁度；
（4）、一次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第一次拉拔预处理，变形量需小于30%，防止由于变形过大而引起的不锈钢薄壁管破坏；
（5）、二次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第二次拉拔，进一步接近所需尺寸；
（6）、清洗；
（7）、光亮退火：将不锈钢薄壁管在保护氢气气氛下进行金相热处理（达到BA级钢管要求），具体为：把不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050℃，保温30min左右，使碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550℃；目的在于，一是消除应力，二是进行消除前两次拉拔变形所引起的磁导率上升问题，三是获得洁净的表面和光洁度；
（8）、三次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第三次终处理，形成椭圆管截面尺寸精度满足设计要求的不锈钢薄壁椭圆管（经前两次拉拔后，第三次拉拔由于形变较小，磁导率不会上升，截面尺寸可以达到很高的精度）；
（9）、校直：对不锈钢薄壁椭圆管直线度进行矫正（由于不锈钢薄壁椭圆管成型过程中经过光亮退火处理和拉拔处理，直线度不能满足设计需要，普通校直机不能进行椭圆管的校直，可采用多辊精密椭圆管矫直机对椭圆管进行校直，通过多次辊压调整保证其直线度）；
（10）、清洗后包装。
实施例2
本实施例提供的一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，包括以下步骤：
（1）、选料：选取磁导率μ＜1.01的316LN奥氏体不锈钢厚壁管；
（2）、精轧：采用精轧机对上述不锈钢厚壁管进行精轧，使其成为壁厚1mm，内外表面光洁度0.8μm的不锈钢薄壁管；
（3）、光亮退火：将不锈钢薄壁管在保护氢气气氛下进行固溶处理；具体为：把不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1150℃，保温30min，使其中的碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区850℃，保温30min；
（4）、一次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第一次拉拔预处理，变形量需小于30%；
（5）、二次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第二次拉拔，进一步接近所需尺寸；
（6）、清洗；
（7）、光亮退火：将不锈钢薄壁管在保护氢气气氛下进行金相热处理，具体为：把不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1150℃，保温30min左右，使碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区850℃；
（8）、三次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第三次终处理，形成椭圆管截面尺寸精度满足设计要求的不锈钢薄壁椭圆管；
（9）、校直：对不锈钢薄壁椭圆管直线度进行矫正；
（10）、清洗后包装。
实施例3
对实施例1及实施例2的成品进行检测，各项指标满足设计要求：
具体为：
1) 椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的相对磁导率在1.001~1.006（＜1.01）；
2) 椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的光洁度在0.34~0.40μm；
3) 椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的直线度小于0.1mm；
4) 椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的壁厚公差在±0.01。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、选料：选取磁导率μ＜1.01的316L或316LN奥氏体不锈钢厚壁管；
（2）、精轧：对上述不锈钢厚壁管进行精轧，使其成为壁厚0.5mm~1mm，内外表面光洁度0.3-0.8μm的不锈钢薄壁管；
（3）、光亮退火：将不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050~1150℃，保温30min，使其中的碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550~850℃，保温30min；
（4）、一次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第一次拉拔预处理，变形量需小于30%；
（5）、二次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第二次拉拔，进一步接近所需尺寸；
（6）、清洗；
（7）、光亮退火：将不锈钢薄壁管放进H2炉中，加热到1050~1150℃，保温30min左右，使碳化物相全部或基本溶于奥氏体中，然后迅速冷却到350℃以下，冷却速度达到55℃/s，快速通过碳化物相固溶后的再析出温度区550~850℃；
（8）、三次拉拔：对不锈钢薄壁管进行第三次终处理，形成椭圆管截面尺寸精度满足设计要求的不锈钢薄壁椭圆管；
（9）、校直：对不锈钢薄壁椭圆管直线度进行矫正；
（10）、清洗后包装。
2.根据权利要求1所述的一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，其特征在于：步骤（2）中采用精轧机对不锈钢厚壁管进行精轧。
3.根据权利要求1所述的一种椭圆截面薄壁无磁不锈钢真空管道的成型方法，其特征在于：步骤（9）中采用多辊精密椭圆管矫直机对不锈钢薄壁椭圆管直线度进行矫正。
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