CN114959524B - 一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于镍基合金加工技术领域，涉及一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法，具体是对GH4169镍基合金进行固溶热处理装置及固溶方法。该装置包括固溶热炉，所述固溶热炉内部空间通过隔板分割成热处理腔、冷却腔；还包括所述热处理腔和废料收集腔之间设有用来放置镍基合金的所述滤板；还设有排料机构、推料机构。在热处理腔内经过热处理的镍基合金在推料机构的作用下，被推进冷却腔。在冷却腔内经过冷却的镍基合金在排料机构的作用下被送到固溶热炉的外面。这一过程减少了转换距离，节省了人力，从而有利于提高效率。废料落入到废料收集腔内的收集箱内，方便收集，减少了浪费。本发明采用一段时效处理制度，节约了时效处理所需的保温时间。

Description

一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法

技术领域

本发明属于镍基合金加工技术领域，涉及一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法，具体是对GH4169镍基合金进行固溶热处理的装置及方法。

背景技术

镍基合金常常需要经过固溶处理，才能达到良好的性能。固溶处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理需要先将工件加热到适当的温度并保温，然后将工件移动到冷却液中使其快速冷却，然后再将工件从冷却液中捞出。这一过程工序多，每道工序之间需要转换处理空间，增加了时间和劳动，不利于效率的提高。且热处理工程中脱落的废料不方便收集容易造成浪费。

GH4169镍基合金是一种铁-镍-铬基的变形高温合金，组织由γ基体，δ相，碳化物和作为强化相的γ”(Ni₃Nb)和γ'(Ni₃(Al,Ti,Nb))组成，具有强度高、抗氧化、抗辐照、热加工性能和焊接性能好的优点，又不含稀缺资源Co，因而成为航空、航天及核能、石油领域大量的关键材料。

经轧制成型的GH4169镍基合金的屈服强度为553MPa，抗拉强度为1043MPa，延伸率为57％。按照标准GB/T3098.24-2020《紧固件机械性能高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母》中规定，经热处理后螺栓的热处理指标为σ_b≥1230MPa,R_p0.2≥1030MPa，δ≥20％。

GH4169镍基合金的标准热处理工艺通常采用的是固溶处理+双级时效制度。传统的标准热处理制度中采用双级时效处理，时效阶段耗时长，消耗能源，大大增加了制造成本。

为解决上述问题，本发明提出了一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种镍基合金加工固溶热处理装置及固溶方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种镍基合金加工固溶热处理装置包括：固溶热炉，所述固溶热炉内部空间通过隔板分割成热处理腔、冷却腔；所述热处理腔和废料收集腔之间设有用来放置镍基合金的所述滤板；滤板通过用来振落废料的振动机构安装在固溶热炉内部；所述冷却腔内设有排料机构；所述冷却腔内靠近废料收集腔的内壁为曲面；所述固溶热炉上设有推料机构；所述热处理腔和冷却腔之间设有第二物料排出口；所述推料机构使物料从热处理腔经过第二物料排出口进入到冷却腔内；所述固溶热炉上设有用来加热热处理腔的加热件；所述固溶热炉上设有与冷却腔连通的第一物料排出口；所述固溶热炉上设有与热处理腔连通的第二窗口；所述固溶热炉上设有与废料收集腔连通的第一窗口。

进一步地，所述排料机构包括排料板、支撑组件、驱动组件；所述排料板的一端设有弧形挡板；所述弧形挡板的远离排料板的一端设有第三固定轴；所述排料板上开设有排液孔；所述排料板宽度方向上开设有贯通结构的直槽口；所述支撑组件通过直槽口与排料板配合设置；所述驱动组件与支撑组件连接，且用来驱动支撑组件动作；所述排料板的一端穿过第一物料排出口且伸出固溶热炉。

进一步地，所述支撑组件包括第一旋转轴、第一旋转杆、第一固定轴、第二旋转杆、第二固定轴；所述第一旋转轴的两端均穿过相对的固溶热炉的侧壁，并与固溶热炉转动连接；第一旋转轴穿过直槽口；所述第一旋转杆有两个，且分别位于排料板的两侧，并均与第一旋转轴固定连接；所述第一固定轴设于两个第一旋转杆之间；所述第二旋转杆有两个，分别位于排料板的两侧，且均与第一旋转轴转动连接；所述两个第二旋转杆朝向排料板的侧面上均开设有第三滑槽；所述第二固定轴设置在两个第二旋转杆之间，且与第三滑槽滑动配合；所述第二固定轴与排料板固定连接。

进一步地，所述驱动组件包括第一电机、主动齿轮、从动齿轮；所述固溶热炉的侧壁上设有固定底座；所述第一电机安装在固定底座上；所述主动齿轮安装在第一电机的电机轴上；所述从动齿轮与主动齿轮相啮合；所述从动齿轮与第一旋转轴固定连接。

进一步地，所述加热件包括燃气罐、燃气炉；所述燃气罐设于固溶热炉的上端面；所述燃气炉位于热处理腔内的固溶热炉的内壁上，且与燃气罐连通。

进一步地，所述振动机构包括滤板、第一弹簧、第二弹簧、楔形块；所述滤板上开设有若干条形孔；所述滤板用来放置镍基合金；所述固溶热炉的内壁上固定有固定板；所述滤板的一端与固定板滑动连接，其另一端与位于冷却腔和废料收集腔之间的隔板上端面滑动设置；所述第二弹簧的抵接在固溶热炉的侧壁和滤板之间；所述第一弹簧设在滤板的底面与冷却腔和废料收集腔之间的隔板之间；所述滤板远离第二弹簧的一端侧边固定设置楔形块，所述楔形块与隔板上固定设置的第一滑块滑动配合。

进一步地，所述固溶热炉的侧壁上固定有安装件，所述推料机构设于安装件内；所述推料机构包括推料板、推料杆及第二驱动组件；所述推料板位于热处理腔内；所述推料杆的一端穿过固溶热炉的侧壁，且与推料板固定连接；所述第二驱动组件用来驱动推料杆运动。

进一步地，所述第二驱动组件包括第二电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、齿轮、齿条；所述第二电机设于安装件内；所述主动锥齿轮安装在第二电机的电机轴上；所述安装件内转动安装有第二旋转轴；所述从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合，且安装在第二旋转轴上；所述齿轮安装在第二旋转轴上；且与齿条相啮合；所述齿条固设在推料杆上。

进一步地，所述冷却腔的下部设有排液口；所述排液口处安装有排液阀。

本发明利用上述装置进行固溶热处理的方法如下：

包括如下步骤：S1、将镍合金放进该装置进行固溶处理，固溶处理温度为大于等于900℃、小于950℃，保温时间为1h，而后油冷至室温；

S2、时效处理的温度为大于等于620℃、小于720℃，保温时间为10h，而后空冷室温。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

固溶热炉内设有热处理腔、冷却腔和废料收集腔。在热处理腔内经过热处理的镍基合金在推料机构的作用下，被推进冷却腔。在冷却腔内经过冷却的镍基合金在排料机构的作用下被送到固溶热炉的外面。这一过程减少了转换距离，节省了人力，从而有利于提高效率。经过振动机构的作用使脱落的废料落入到废料收集腔内的收集箱内，方便收集，减少了浪费。

针对GH4169镍基合金设计的新型热处理工艺，采用一段时效处理制度，节约了时效处理所需的保温时间，起到了高效节能的作用。新型热处理工艺下的GH4169合金较未经热处理的产品强度大大提高，但塑性存在一定程度的降低；相比于标准热处理工艺，经新型热处理工艺下的GH4169镍基合金在保证抗拉强度的同时，塑性显著提高。

附图说明

图1是本发明中镍基合金加工固溶热处理装置的结构示意图；

图2是本发明中镍基合金加工固溶热处理装置的结构示意图；

图3是本发明中镍基合金加工固溶热处理装置的结构示意图；

图4是本发明中排料机构的结构示意图；

图5是本发明中排料机构的结构示意图；

图6是本发明的排料机构中支撑组件结构示意图；

图7是本发明的驱动组件的结构示意图；

图8是本发明振动机构的结构示意图；

图9是本发明中推料机构的结构示意图；

图10是本发明中第二驱动组件结构示意图；

图11是本发明中排料板的初始状态示意图；

图12是本发明中镍基合金要从排料板滚落的示意图。

图13是本发明固溶热处理过程的温度曲线图；

图中：1、固溶热炉；2、燃气罐；3、第一安装罩；4、第二安装罩；5、第一开关门；6、第一物料排出口；7、支撑腿；8、驱动组件；9、排液阀；10、第二开关门；11、固定底座；12、第一电机；13、主动齿轮；15、从动齿轮；16、热处理腔；17、第二物料排出口；18、冷却腔；19、废料收集腔；20、燃气炉；21、排料机构；22、弧形面；23、收集箱；24、振动机构；25、镍基合金；26、推料板；27、滤板；28、楔形块；29、第一弹簧；30、长滑块；31、固定板；32、第二弹簧；33、第一滑块；34、第一弹簧放置槽；35、第二滑槽；36、排料板；37、第一旋转轴；38、第一旋转杆；39、第一固定轴；40、第二旋转杆；41、直槽口；42、第三固定轴；43、弧形挡板；44、排液孔；45、第三滑槽；46、第二固定轴；47、推料机构；48、推料杆；49、齿条；50、第四滑槽；51、第二电机；52、主动锥齿轮；53、从动锥齿轮；54、齿轮；55、第二旋转轴；56、冷却液。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～12所示，一种镍基合金加工固溶热处理装置包括固溶热炉1。固溶热炉1的下表面安装有4个支撑腿7。固溶热炉1内部空间通过隔板分割成热处理腔16、冷却腔18。

所述热处理腔16和废料收集腔19之间设有所述滤板27。所述滤板27上方放置镍基合金25，所述滤板27通过振动机构24安装在固溶热炉1内部。当热处理完毕后，振动机构24动作以振落废料，达到废料收集的目的。

热处理腔16和冷却腔18之间开设有第二物料排出口17。第二物料排出口17处可设置电动隔热门。固溶热炉1上设有推料机构47，推料机构47推动物料从热处理腔16经第二物料排出口17进入到冷却腔18内。冷却腔18内设有排料机构21，排料机构21使经过冷却的镍基合金25送到固溶热炉1外面。

固溶热炉1的上端面设有燃气罐2，固溶热炉1的上端面的内壁上设有燃气炉20，燃气罐2与燃气炉20连接。燃气罐2和燃气炉20组成加热件，对热处理腔16进行加热。燃气罐2为燃气炉20提供燃料，燃气炉20燃烧，使热处理腔16内温度升高，进而对处于热处理腔16内的镍基合金25进行热处理。

固溶热炉1上开设有第一物料排出口6，排料机构21的一端穿过第一物料排出口6，且伸出第一物料排出口6外。

固溶热炉1的侧壁的下部设有第一窗口，且第一窗口处设有第一开关门5。第一窗口与与废料收集腔19相连通。废料收集腔19内设有收集箱23。打开第一开关门5，通过第一窗口可以使收集箱23从固溶热炉1移出。

固溶热炉1的侧壁的的上部开设有第二窗口，其第二窗口处设有第二开关门10。第二窗口与热处理腔16相连通。打开第二开关门10，通过第二窗口可以使镍基合金25放进热处理腔16内。

冷却腔18内靠近废料收集腔19的内壁为曲面。曲面的下段为弧形面，曲面的上段即曲面22呈螺旋线形状。冷却腔18内装有冷却液56。固溶热炉1的侧壁的下部开设有与冷却腔18连通的排液口，且排液口处设有排液阀9。打开排液阀9，冷却液56可以从排液口处流出。冷却腔18内也可不盛装冷却液56，通过空气泵泵入冷风。

排料机构21包括排料板36、支撑组件、驱动组件8。

排料板36的一端穿过第一物料排出口6且伸出固溶热炉1，排料板36的另一端设有弧形挡板43，弧形挡板43防止镍基合金25从排料板36掉落。弧形挡板43远离排料板36的一端设有第三固定轴42，排料板36上靠近弧形挡板43的部位设有若干排液孔44。排料板36宽度方向上开设有贯通结构的直槽口41，直槽口41贯穿排料板36的两侧面。

支撑组件包括第一旋转轴37、第一旋转杆38、第一固定轴39、第二旋转杆40、第二固定轴46。

所述第一旋转轴37的两端均穿过相对的固溶热炉1的侧壁，并与固溶热炉1转动连接。第一旋转轴37贯通穿过直槽口41。

第一旋转杆38有两个，并均与第一旋转轴37固定连接。两个第一旋转杆38分别位于排料板36的两侧。第一固定轴39固定设于两个第一旋转杆38之间。第二旋转杆40有两个，并分设在排料板36的两侧，且均与第一旋转轴37转动连接。第二固定轴46位于两个第二旋转杆40之间，且与排料板36固定连接。两个第二旋转杆40相对的侧面上均开设有第三滑槽45，第二固定轴46的两端分别与对应的第三滑槽45滑动配合。两个第二旋转杆40与第一旋转轴37之间均设有扭簧。扭簧使排料板36在初始状态下，与第一旋转杆38之间具有一定的夹角。当镍基合金25落入到排料板36上时，由于重力的作用，使排料板36绕着第一旋转轴37向靠近第一固定轴39的方向转动。由于扭簧的作用，排料板36缓慢的转动。当第二旋转杆40接触到第一固定轴39时，由于扭簧此时已发生形变而具有弹性势能，扭簧复位会使排料板36反向转动。在重力和扭簧弹性势能的作用下，排料板36发生摆动，进而使镍基合金25在冷却液56中摆动，加速冷却过程。

驱动组件8包括第一电机12、主动齿轮13、从动齿轮15。

固溶热炉1的侧壁上固定有固定底座11，第一电机12固定安装在固定底座11上。主动齿轮13固定安装在第一电机12的电机轴上。从动齿轮15固定安装在第一旋转轴37伸出固溶热炉1侧壁的一端，且与主动齿轮13相啮合。

当镍基合金25冷却结束，启动第一电机12。第一电机12的电机轴通过主动齿轮13、从动齿轮15带动第一旋转轴37转动，进而带动第一旋转杆38、第一固定轴39转动。第一固定轴39向靠近排料板36的方向转动，与排料板36接触后，进一步的推动排料板36向上转动。由于螺旋线曲面的作用，排料板36向上转动到一定角度时，排料板36逐渐沿着第一旋转轴37向第一物料排出口6的一侧滑动。排料板36带着第二固定轴46沿着第二旋转杆40上的第三滑槽45滑动。

随着的排料板36转动，排料板36上设有弧形挡板43的一端逐渐高于排料板36的另一端。排料板36的逐渐倾斜使位于排料板36上的镍基合金25沿着排料板36经过第一物料排出口6滑落到固溶热炉1的外面。

然后反转第一电机12，使第一旋转轴37反转，带动第一旋转杆38、第一固定轴39向下转动，直到复位。

第一旋转轴37通过扭簧拉动第二旋转杆40和排料板36向下转动。当第一旋转杆38、第一固定轴39复位后，第二旋转杆40和排料板36在其重力和扭簧的作用下摆动，直到复位。

振动机构24包括第一弹簧29、第二弹簧32、楔形块28。

滤板27上放置镍基合金25，使镍基合金25在热处理腔16进行热处理。滤板27上开设而有若干条形孔，当振动机构24动作时，废料从条形孔落入到废料收集腔19内的收集箱23内。

如图5所示，固溶热炉1的内壁上固定设有固定板31。滤板27的左端固定设有长滑块30，长滑块30与固定板31通过第二滑槽35滑动连接。第二弹簧32一端与固溶热炉1的内壁固定连接，第二弹簧32的另一端与长滑块30固定连接。滤板27的右端固定有楔形块28，楔形块28的端面为斜面，且楔形块28的斜面伸入到冷却腔18内。楔形块28与第三固定轴42相应设置。冷却腔18和热处理腔16之间的隔板上设有第一滑块33，两个楔形块28与第一滑块33滑动配合。使滤板27可以沿着第一滑块33左右移动。冷却腔18和热处理腔16之间的内壁上设有第一弹簧放置槽34。第一弹簧29放置在第一弹簧放置槽34内，且第一弹簧29的一端与滤板27的底部固定连接，第一弹簧29的另一端与冷却腔18和热处理腔16之间的隔板固定连接。

排料机构21转动，第三固定轴42接触到楔形块28时，向上推动楔形块28向上抬起。排料板36继续旋转，第三固定轴42和楔形块28脱离，第一弹簧29发生形变，滤板27在第一弹簧29的作用下上下摆动，从而将滤板27上的废料振落到收集箱23内，从而防止滤板27堵塞和防止浪费。当镍基合金25自排料板36滑落至固溶热炉1外部，排料板36转动恢复原装，第三固定轴42和楔形块28接触时，第三固定轴42推动楔形块28的倾斜面使滤板27向左滑动，使第二弹簧32被压缩。当第三固定轴42和楔形块28脱离，滤板27在第二弹簧32的作用下向右推动滤板27，由于第二弹簧32的弹性势能和滤板27的惯性的作用下，滤板27左右摆动，再次将滤板27上的废料振落。

固溶热炉1的侧壁上固定有安装件，推料机构47安装在安装件内。安装件包括第一安装罩3和第二安装罩4；第一安装罩3和第二安装罩4相连通。第一安装罩3和第二安装罩4设有第四滑槽50。

推料机构47包括推料板26、推料杆48及第二驱动组件。推料板26位于热处理腔16内。推料杆48的一端穿过固溶热炉1的侧壁，且与推料板26固定连接。推料杆48与第四滑槽50滑动配合。第二驱动组件用来驱动推料杆48沿着第四滑槽50移动。

第二驱动组件包括第二电机51、主动锥齿轮52、从动锥齿轮53、齿轮54、齿条49。第二电机51固定设于第一安装罩3内，主动锥齿轮52安装在第二电机51的电机轴上。第一安装罩3内转动安装有第二旋转轴55，从动锥齿轮53安装在第二旋转轴55上，从动锥齿轮53与主动锥齿轮52相啮合。齿轮54安装在第二旋转轴55上，且与齿条49相啮合。齿条49固设在推料杆48上。

当需要将镍基合金25从热处理腔16推入到冷却腔18内时。启动第二电机51，第二电机51的电机轴带动主动锥齿轮52转动，主动锥齿轮52带动从动锥齿轮53转动，第二旋转轴55随之转动，进而带动齿轮54转动，齿轮54带动齿条49移动，齿条49带动推料杆48沿着第四滑槽50移动，从而推动推料板26移动，推料板26推动镍基合金25从热处理腔16落入到冷却腔18内的排料板36上。

然后反转第二电机51，使推料板26复位。

工作原理：初始状态下，热处理腔16内，推料板26贴近固溶热炉1的内壁。冷却腔18内，第一旋转杆38、第一固定轴39靠近固溶热炉1的内壁。排料板36为倾斜状态，与第一旋转杆38有一定的夹角。冷却腔18内装满冷却液56。

工作时，打开第一开关门5后，将收集箱23放入到废料收集腔19内，关闭第一开关门5。打开第二开关门10，将镍基合金25放到滤板27上，然后关闭第二开关门10。启动燃气罐2，燃气炉20燃烧，使热处理腔16内的温度升高，对镍基合金25进行热处理。

热处理完成后，关闭燃气罐2。启动第二电机51，第二电机51的电机轴带动主动锥齿轮52转动，主动锥齿轮52带动从动锥齿轮53转动，第二旋转轴55随之转动，进而带动齿轮54转动，齿轮54带动齿条49移动，齿条49带动推料杆48沿着第四滑槽50移动，从而推动推料板26移动，推料板26推动镍基合金25从热处理腔16经过第二物料排出口17落入到冷却腔18内的排料板36上。然后反转第二电机51，使推料板26复位。

当镍基合金25落入到排料板36上时，冷却液56对镍基合金25进行降温。由于镍基合金25的重力的作用，排料板36向靠近第一固定轴39的方向转动。第二旋转杆40接触到第一固定轴39时，排料板36在冷却液56的浮力和扭簧的弹性势能的作用下，排料板36反向转动。在重力和扭簧弹性势能的作用下，排料板36发生摆动，进而使镍基合金25在冷却液56中摆动，加速冷却过程。

当冷却完成后，启动第一电机12。第一电机12的电机轴通过主动齿轮13、从动齿轮15带动第一旋转轴37转动，进而带动第一旋转杆38、第一固定轴39转动。第一固定轴39向靠近排料板36的方向转动，与排料板36接触后，进一步的推动排料板36向上转动。由于螺旋曲面的作用，排料板36向上转动到一定角度时，排料板36逐渐沿着第一旋转轴37向第一物料排出口6的一侧滑动。排料板36带着第二固定轴46沿着第二旋转杆40上的第三滑槽45滑动。随着的排料板36转动，排料板36上设有弧形挡板43的一端逐渐高于排料板36的另一端。排料板36的逐渐倾斜使位于排料板36上的镍基合金25沿着排料板36经过第一物料排出口6滑落到固溶热炉1的外面。

在此过程中，当第三固定轴42接触到楔形块28时，向上推动楔形块28向上抬起。排料板36继续旋转，第三固定轴42和楔形块28脱离，第一弹簧29发生形变，滤板27在第一弹簧29的作用下上下摆动，从而将滤板27上的废料振落到收集箱23内。

然后反转第一电机12，使第一旋转轴37反转，带动第一旋转杆38、第一固定轴39向下转动，直到复位。第一旋转杆38通过扭簧拉动第二旋转杆40和排料板36向下转动。当第一旋转杆38、第一固定轴39复位后，第二旋转杆40和排料板36在其重力和扭簧的作用下摆动，直到复位。

此过程中，当第三固定轴42和楔形块28接触时，第三固定轴42推动楔形块28的倾斜面使滤板27向左滑动，使第二弹簧32被压缩。当第三固定轴42和楔形块28脱离，滤板27在第二弹簧32的作用下向右推动滤板27，由于第二弹簧32的弹性势能和滤板27的惯性的作用下，滤板27左右摆动，再次将滤板27上的废料振落。

然后打开第一开关门5，取出收集箱23，然后关上第一开关门5。以备下次使用。

本发明还提供了一种镍基合金加工固溶热处理方法。

如图13，该方法包括如下步骤：S1、利用上述的一种镍基合金加工固溶热处理装置对镍合金固溶处理，固溶处理温度为大于等于900℃、小于950℃，保温时间为1h，而后油冷至室温；

S2、时效处理的温度为大于等于620℃、小于720℃，保温时间为10h，而后空冷室温。

实施例1

本实施例GH4169合金采用的热处理方法包括固溶处理和一段时效处理工序，具体步骤如下所述：

S1、固溶处理工序：GH4169合金在900℃下保温1h，油冷至室温；

S2、一段时效处理工序：GH4169合金在620℃下保温10h，空冷至室温。

实施例2

本实施例GH4169合金采用的热处理方法包括固溶处理和一段时效处理工序，具体步骤如下所述：

S1、固溶处理工序：GH4169合金在920℃下保温1h，油冷至室温；

S2、一段时效处理工序：GH4169合金在670℃下保温10h，空冷至室温。

实施例3

本实施例GH4169合金采用的热处理方法包括固溶处理和一段时效处理工序，具体步骤如下所述：

S1、固溶处理工序：GH4169合金在945℃下保温1h，油冷至室温；

S2、一段时效处理工序：GH4169合金在710℃下保温10h，空冷至室温。

对比例1

一种GH4169合金的标准热处理工艺，与实施例1中新型热处理工艺相比，不同之处在于，

(1)固溶处理工序：GH4169合金在950℃下保温1h，油冷；

(2)双时效处理工序：GH4169合金在720℃下保温8h，以50℃/h的速率炉冷至620℃，在620℃保温8h后，空冷至室温。

性能检测

对实施例1和对比例1中的GH4169合金按照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验检测，检测结果如表1所示。

表1 GH4169合金拉伸试验结果

试样型号	Rp0.2(MPa)	Rm(MPa)	A(％)
				实施例1	1038	1375	30
实施例2	1037	1377	31
				实施例3	1044	1388	30
对比例1	1307	1395	24

参考实施例1和对比例1中性能检测结果，可以看出经过新型热处理工艺和标准热处理工艺得到的GH4169合金，其屈服强度、抗拉强度和延伸率都满足GB/T3098.24-2020《紧固件机械性能高温用不锈钢和镍合金螺栓、螺钉、螺柱和螺母》中性能要求。但标准热处理中采用双时效处理，时效处理阶段所用保温时间为16h，新型热处理工艺下时效处理阶段所用保温时间为10h，可见新型热处理工艺大大缩短了保温时间，起到了显著的节能减排的作用。

通过对比，可以看出，经本发明所述方法热处理得到的GH4169合金具有优良的综合力学性能，在保证强度的同时，具有较高的塑性，能够满足高温紧固螺栓的技术要求。此外，通过对比发现，在本发明所述方法热处理所得到的GH4169合金同样满足航空管路补偿器用拉杆的性能要求，且本发明所述方法热处理工序所耗时间较短。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于，包括：

固溶热炉(1)，所述固溶热炉(1)内部空间通过隔板分割成热处理腔(16)、冷却腔(18)；

所述热处理腔(16)和废料收集腔(19)之间设有用来放置镍基合金(25)的滤板(27)；所述滤板(27)通过用来振落废料的振动机构(24)安装在固溶热炉(1)内部；

所述冷却腔(18)内设有排料机构(21)；所述冷却腔(18)内靠近废料收集腔(19)的内壁为曲面；

所述固溶热炉(1)上设有推料机构(47)；所述热处理腔(16)和冷却腔(18)之间设有第二物料排出口(17)；所述推料机构(47)使物料从热处理腔(16)经过第二物料排出口(17)进入到冷却腔(18)内；

所述固溶热炉(1)上设有用来加热热处理腔(16)的加热件；所述固溶热炉(1)上设有与冷却腔(18)连通的第一物料排出口(6)；所述固溶热炉(1)上设有与热处理腔(16)连通的第二窗口；所述固溶热炉(1)上设有与废料收集腔连通的第一窗口；

所述排料机构(21)包括排料板(36)和支撑组件，所述排料板(36)宽度方向上开设有贯通结构的直槽口(41)，所述支撑组件通过直槽口(41)与排料板(36)配合设置；

所述支撑组件包括第一旋转轴(37)、第一旋转杆(38)、第一固定轴(39)、第二旋转杆(40)、第二固定轴(46)，所述第一旋转轴(37)的两端均穿过相对的固溶热炉(1)的侧壁，并与固溶热炉(1)转动连接；第一旋转轴(37)穿过直槽口(41)，所述第一旋转杆(38)有两个，且分别位于排料板(36)的两侧，并均与第一旋转轴(37)固定连接，所述第一固定轴(39)设于两个第一旋转杆(38)之间，所述第二旋转杆(40)有两个，分别位于排料板(36)的两侧，且均与第一旋转轴(37)转动连接，所述两个第二旋转杆(40)朝向排料板(36)的侧面上均开设有第三滑槽(45)；所述第二固定轴(46)设置在两个第二旋转杆(40)之间，且与第三滑槽(45)滑动配合；所述第二固定轴(46)与排料板(36)固定连接，两个第二旋转杆(40)与第一旋转轴(37)之间均设有扭簧；扭簧使排料板(36)在初始状态下，与第一旋转杆(38)之间具有一定的夹角；

所述排料机构(21)还包括驱动组件(8)；所述驱动组件(8)与支撑组件连接，且用来驱动支撑组件动作。

2.根据权利要求1所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：

所述排料板(36)的一端设有弧形挡板(43)；所述弧形挡板(43)的远离排料板(36)的一端设有第三固定轴(42)；所述排料板(36)上开设有排液孔(44)；

所述排料板(36)的一端穿过第一物料排出口(6)且伸出固溶热炉(1)。

3.根据权利要求2所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述驱动组件(8)包括第一电机(12)、主动齿轮(13)、从动齿轮(15)；

所述固溶热炉(1)的侧壁上设有固定底座(11)；所述第一电机(12)安装在固定底座(11)上；

所述主动齿轮(13)安装在第一电机(12)的电机轴上；

所述从动齿轮(15)与主动齿轮(13)相啮合；所述从动齿轮(15)与第一旋转轴(37)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述加热件包括燃气罐(2)、燃气炉(20)；

所述燃气罐(2)设于固溶热炉(1)的上端面；

所述燃气炉(20)位于热处理腔(16)内的固溶热炉(1)的内壁上，且与燃气罐(2)连通。

5.根据权利要求1所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述振动机构包括滤板(27)、第一弹簧(29)、第二弹簧(32)、楔形块(28)；

所述滤板(27)上开设有若干条形孔；所述滤板(27)用来放置镍基合金(25)；

所述固溶热炉(1)的内壁上固定有固定板(31)；所述滤板(27)的一端与固定板(31)滑动连接，其另一端与位于冷却腔(18)和废料收集腔(19)之间的隔板上端面滑动设置；

所述第二弹簧(32)的抵接在固溶热炉(1)的侧壁和滤板(27)之间；

所述第一弹簧(29)设在滤板(27)的底面与冷却腔(18)和废料收集腔(19)之间的隔板之间；

所述滤板(27)远离第二弹簧(32)的一端侧边固定设置楔形块(28)，所述楔形块(28)与隔板上固定设置的第一滑块(33)滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述固溶热炉(1)的侧壁上固定有安装件，所述推料机构(47)设于安装件内；

所述推料机构(47)包括推料板(26)、推料杆(48)及第二驱动组件；

所述推料板(26)位于热处理腔(16)内；

所述推料杆(48)的一端穿过固溶热炉(1)的侧壁，且与推料板(26)固定连接；

所述第二驱动组件用来驱动推料杆(48)运动。

7.根据权利要求6所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述第二驱动组件包括第二电机(51)、主动锥齿轮(52)、从动锥齿轮(53)、齿轮(54)、齿条(49)；

所述第二电机(51)设于安装件内；

所述主动锥齿轮(52)安装在第二电机(51)的电机轴上；

所述安装件内转动安装有第二旋转轴(55)；所述从动锥齿轮(53)与主动锥齿轮(52)相啮合，且安装在第二旋转轴(55)上；

所述齿轮(54)安装在第二旋转轴(55)上；且与齿条(49)相啮合；所述齿条(49)固设在推料杆(48)上。

8.根据权利要求1所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置，其特征在于：所述冷却腔(18)的下部设有排液口；所述排液口处安装有排液阀(9)。

9.一种镍基合金加工固溶热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将镍合金放置到权利要求1所述的一种镍基合金加工固溶热处理装置中固溶处理，将镍基合金(25)放入到热处理腔(16)内的滤板(27)上，启动加热件，对镍基合金(25)进行固溶处理，固溶处理温度为大于等于900℃、小于950℃，保温时间为1h；随后，通过推料机构(47)对将镍基合金(25)从热处理腔(16)经过第二物料排出口(17)推入到冷却腔(18)内的排料板(36)内，在重力和扭簧弹性势能的作用下，排料板(36)发生摆动，进而使镍基合金(25)摆动，加速冷却过程，油冷至室温；

S2、时效处理的温度为大于等于620℃、小于720℃，保温时间为10h，而后空冷室温。

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