一种高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种换热器的制造技术领域，特别是一种高压换热器用抗压耐腐蚀管 材的处理工艺。
【背景技术】
[0002] 据报道，已有很多研宄人员通过各种不同的方法将抗腐蚀性能优良的Ti元素加 入到镁合金中去，从而制备出抗腐蚀性能得到改善的Mg-Ti二元合金；然而，作为一种新型 的合金材料，人们尚未完全认识到钛镁系合金众多的性能和特点，目前大部分研宄者主要 就其储氢性能和光电性能展开研宄。
[0003] 用机械合金化的方法制备Ti-Mg合金，是以钛粉和镁粉为原材料，混合成一定比 例的混合料，与相应比例的磨球一同装入球磨罐中，放入高能球磨机中进行球磨；在高速运 转过程中，混合粉会与球磨罐中的磨球发生激烈碰撞和摩擦，从而使得两种金属粉末在强 力作用下结合起来，形成合金，该合金即为固溶体；由于机械合金化能够起到扩展固溶度的 作用，可以大大提高Mg在Ti中的固溶度。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高压换热器用抗 压耐腐蚀管材的处理工艺。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明提供一种高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工 艺，包括如下具体步骤： a :根据要求选择合金材料，其各组分重量百分比为C :0. 25-0. 28%，Si :0. 26-0. 28%， Mn :1· 0-1. 2%，P :0· 020-0. 030%，Al :0· 7-0. 9%，Cr :0· 35-0. 45%，Ni :0· 45-0. 52%，Mo : 0· 15-0. 22%，V :0· 02-0. 03%，W :0· 05-0. 10%，Zn : 12-15%，其余为 Fe 和微量杂质； b:将上述合金材料投入熔炼炉中，并向熔炼炉中投入稀土元素，稀土元素的总重量为 上述合金材料的〇. 10-0. 125% ;稀土中，按重量百分比包含以下组分：Gd :15-18%，Pr :3-5%， Dy :7-9%，Ac : 12. 5-12. 8%，Nd : 15-20%，Sm : 11-13%，余量为 La ; c :熔炼炉炉温升至1510 °C -1540 °C，待炉料全部融化后进行充分搅拌，并在 1510°C -1540°C下保温l_3h，合金液体自然冷却至合金液体温度1180°C -1270°C，再次加 入与步骤b中同样质量的Ti-Mg合金材料，Ti-Mg合金材料中Ti、Mg、TiO和MgO,四相含 量分别为 Ti :70%-80%、Mg :0%-10%、Ti :08%-20%、Mg :02%-5%，孔隙率小于 1%，抗压强度为 1600MPa-1700MPa，自腐蚀电位为-900mV-800mV，自腐蚀电流密度为 60 yA/cm2-80 μΑ/ cm2； Ti-Mg合金材料的制备工艺为： ① 按照纯镁粉所占质量分数为5-50wt. %的比例配制纯钛粉和纯镁粉的混合粉末，并 加入2-5wt. %的过程控制剂； ② 将原料粉末放入球磨机中，粉与磨球装入量不超过球磨罐容积的3/4,将球磨罐抽真 空，再充入高纯氩气，球磨时间为24-30h，球磨完成后等待球磨罐冷却取粉； e :待合金液体温度降温至1152°C -1154°C时进行充分搅拌，并在1152°C -1154°C下加 入精炼剂精炼除渣5min-10min ; f :除渣处理后，将合金液体温度降至1145-1150°C并保温20min-30min，将炉温降至 1130-1140°C，再次加入与步骤b中同样质量的稀土元素；在温度1130-1140°C下加入精炼 剂，用氩气进行除气精炼5min-10min ; g :将合金液体温度恒定在1105-1100°C下进行浇铸，随后依次进行挤压、锯切、矫直、 车L.制、盘拉、重卷、退火及拉拔处理，得到管材； h:对上述管材进行焊接即完成处理，焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于 200°C以上的焊接区域，焊接过程中进行焊缝正面保护和焊缝背面保护； 选用焊料的重量百分比化学成分为：C :0. 03-0. 07%、Si :0. 15-0. 45%、Sb : 0· 5-3. 5%, Mn :1. 5-1. 8%、Ni :3· 0-3. 6%、Cr :0· 45-1. 25%、Mo :0· 8-1. 5%、Ti :0· 005-0. 025%，， 其余为Fe和不可避免的杂质。
[0006] 技术效果：本发明所设计的高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工艺，能 够使得合金组织均匀、致密度高(大于99%)、并且具有力学相容性好(抗压强度为 1680MPa-1750MPa)及耐腐蚀性能优异的特点； 本发明使焊接及焊缝区金属冷却过程都处于喷嘴及保护罩的双层气流保护之下，选择 的焊料中，Sb的含量为0. 5-3. 5%，不但可以细化焊料合金的组织，降低熔点，提高焊料的强 度和润湿性，同时可以避免Sb含量过大而造成焊料的脆性增大，影响机械加工性能和焊点 的可靠性；Ni含量为3. 0-3. 6%，提高流动性的同时亦不会过多增加焊料的脆性，防止裂纹 的形成；Mo含量为0. 8-1. 5%，钼在烧结中优先形成碳化物，直接作用是弥散强化，提高烧结 件的强度，硬度和耐磨性，并提高回火稳定性，降低回火脆性； 本发明所设计的高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工艺，能够使得合金组织均匀、 致密度高、并且具有力学相容性好及耐腐蚀性能优异的特点。
[0007] 本发明进一步限定的技术方案是： 进一步的，前述的高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工艺，包括如下具体步骤： a :根据要求选择合金材料，其各组分重量百分比为C :0. 26%，Si :0. 26%，Mn :1. 1%，P : 0· 025%，Al :0· 8%，Cr :0· 40%，Ni :0·，50%，Mo :0· 18%，V :0· 025%，W :0· 06%，Zn : 12. 5%，其余为 Fe和微量杂质； b:将上述合金材料投入熔炼炉中，并向熔炼炉中投入稀土元素，稀土元素的总重量为 上述合金材料的〇. 10-0. 125% ;稀土中，按重量百分比包含以下组分：Gd :15-18%，Pr :3-5%， Dy :7-9%，Ac : 12. 5-12. 8%，Nd : 15-20%，Sm : 11-13%，余量为 La ; c :熔炼炉炉温升至1525°C，待炉料全部融化后进行充分搅拌，并在1525°C下保温2h， 合金液体自然冷却至合金液体温度1250°C，再次加入与步骤b中同样质量的Ti-Mg合金 材料，Ti-Mg合金材料中Ti、Mg、TiO和MgO,四相含量分别为Ti :70%-80%、Mg :0%-10%、Ti : 08%-20%、Mg :02%-5%，孔隙率小于1%，抗压强度为1650MPa，自腐蚀电位为-850mV，自腐蚀电 流密度为65μΑ/αιι 2; Ti-Mg合金材料的制备工艺为： ①按照纯镁粉所占质量分数为35wt. %的比例配制纯钛粉和纯镁粉的混合粉末，并加 入2. 5wt. %的过程控制剂； ②将原料粉末放入球磨机中，粉与磨球装入量不超过球磨罐容积的3/4,将球磨罐抽真 空，再充入高纯氩气，球磨时间为25h，球磨完成后等待球磨罐冷却取粉； e :待合金液体温度降温至1152°C时进行充分搅拌，并在1152°C下加入精炼剂精炼除 澄 8min ; f :除渣处理后，将合金液体温度降至1150 °C并保温20min-30min，将炉温降至1135 °C， 再次加入与步骤b中同样质量的稀土元素；在温度1135°C下加入精炼剂，用氩气进行除气 精炼6min ; g :将合金液体温度恒定在1160°C下进行浇铸，随后依次进行挤压、锯切、矫直、乳.制、 盘拉、重卷、退火及拉拔处理，得到管材； h:对上述管材进行焊接即完成处理，焊接时用氩气保护焊缝正面、焊缝反面和处于 200°C以上的焊接区域，焊接过程中进行焊缝正面保护和焊缝背面保护； 选用焊料的重量百分比化学成分为：C :0. 03-0. 07%、Si :0. 15-0. 45%、Sb : 0· 5-3. 5%, Mn :1. 5-1. 8%、Ni :3· 0-3. 6%、Cr :0· 45-1. 25%、Mo :0· 8-1. 5%、Ti :0· 005-0. 025%，， 其余为Fe和不可避免的杂质。
[0008] 前述的高压换热器用抗压耐腐蚀管材的处理工艺，稀土中，按重量百分比包含以 下组分：Gd :16%，Pr :4%，Dy :8%，Ac :12· 6