专利名称：钛及钛合金薄板一体化处理工艺及专用设备的制作方法
技术领域：
本发明关于一种钛及钛合金薄板真空退火、去氢和整平的加工工艺及专用真空加热炉。
钛及钛合金薄板轧制后都要分别进行整平、去氢和真空退火三道工序处理，常规的加工艺需在三套设备中分别进行三次加热和加工，耗能费时均较大，生产效率低。
本发明就是针对现有技术存在的不足而提供一种可一次抽真空加热就能完成数道加工流程的工艺及其专用真空加热炉设备。
该钛及钛合金薄板一体化处理工艺其特征是在一专用卧式真空加热炉中保持真空度为1.33×10-2～1.33×10-4帕，温度为704℃～800℃条件下，将钛及钛合金薄板在平台上以压重平板压制，压制压力大于400公斤/米2条件下持续2～18小时，然后冷却，当冷却至600℃±20℃时将其在30～90分钟内充入冷却精怙气体快速冷却至400～350℃以下。
满足上述工艺要求的专用真空加热炉设备，仍具有真空机组、密封炉罐体及炉膛和加热装置，其特征在于密封的炉罐体设置成卧式，其工作部位置于由绝热层、耐火层构成的炉膛之内，加热装置为外热式燃烧器置于炉膛侧面，通过燃烧均化室与炉膛相通联接，燃烧均化室、炉膛与炉膛上设有的烟囱管构成热流均化运行通道，卧式炉罐体内设有加强筋板和电热偶，加强筋板上固定架设有导轨，导轨上可配置工作台推车，在炉罐门侧设有阀控充气口。
具有上述发明特征的加工工艺巧妙利用了钛及钛合金在真空环境中随温度变化而遵循的金相组织变化规律和脱氢效果情况及高温蠕变性能，对各操作条件进行优化组合安排，使之可一次性达到真空退火、去氢和整平的效果，且处理后的薄板其氢含量少于0.015％，板材抗拉强度大于925MPa，屈服强度大于870MPa，伸长率大于百分之十。另，所配置的专用真空加热炉可在工件高温条件下方便进出，在常温、加温及高温和快速冷却等条件仍能保持高真空度和可靠的密封性能，所配置的加热装置能保证可靠地升温、保温和快速降温要求。
下面结合
进一步阐明本发明中的专用真空加热炉设备实施例，并提供最佳的工艺实施例。
图1为本发明专用设备实施例结构剖视图。
图2为图A-A剖视图。
其中1、炉罐门；2、门密封圈；3、炉罐体；4、门侧水冷室；5、门侧风冷室；6、隔热屏；7、绝热层；8、耐火层；9、耐火底衬；10、前支座；11、筋板；12、工作台推车；13、后支座；14、轨道；15、抽气侧风冷室；16、抽气侧水冷室；17、抽气口密封圈；18、真空机组；19、燃烧器；20、燃烧均化室；21、烟囱管；22、工件；23、压重板；24、炉膛挡板；25、炉膛；26、电热偶；27、充气口。
如图所示，本发明专用设备中的炉罐3一般为圈筒形，按卧式置放，其工作部位置于炉膛25之内，抽气侧与炉罐门1在炉膛25之外，炉膛25一般由绝热层7和耐水层8构成，本实施例中的炉膛25内底面还设有耐火衬9及前、后支座10、13用于强化支撑炉膛25内的炉罐3工作部位，炉膛25侧面设有外热式燃烧器19通过燃烧均化室20与炉膛25相通联接，燃烧器19采用喷油(汽)燃烧器最佳，燃烧均化室20、炉膛25及炉膛上设有的烟囱管21构成的热流均化运行通道机构设置中，最好将炉膛25死角处均设有弧形挡板24包括其中，使均化燃烧效果更佳，也有利于实现速热速冷的技术要求。卧式炉罐体3内设有加强筋板11，加强筋板11上固定架设有导轨14，导轨14上可配置工作台推车12用于放置工件22及工件22上的压重板23等，推车12在导轨14上进出运行也较方便，在炉罐门1侧设有阀控充气口27能将冷却气体1(一般为惰性气体)直接导内炉罐体3腔内，炉罐体3抽气侧及罐门1侧由内而外依次设有强制风冷室5、15与水冷室4、17构成梯形冷却结构方案，该机构设置对炉罐体3相应部位的密封机构保护及整体结构应力变化设置均带来好处，本实施例中，炉罐体3与炉罐门1及真空机组18接口之间的密封可采用软密封结构以确保高真空度的加工要求，除此以外，相对炉罐门1内侧(与炉罐体3工作腔之间)设有可移动的隔热屏6能更有效地防止热幅射对软密封结构构成的破坏影响。
本发明工艺方法最佳实施例将尺寸为0.889×914.40×2438.40mm3的Ti-6A1-4V钛合金(0.035″×36″×96″)薄板2.5吨置于工作台推车12平板上，压以2吨压重平板然后将其定位于真空炉内工作位置，放入隔热屏6，并闭炉门。开启真空机组18将罐内真空度抽至1.33×10-3Pa，开启各风冷和水冷机构使其正常运行，然后开启燃烧器19开始加温。当加温至730℃±10℃时开始保温，维持罐内温度为730℃±10℃和真空度为1.33×10-3帕条件持续4小时后开始充氩降温，当温度降至600℃时加速充氩，将工件22在45分钟内快速冷却至400℃以下，这样工件22即同时达到了真空退火、去氢和整平三项处理效果，然而工件22完全可以从炉罐体3内拉出自然风冷，当然也可以在真空炉内自然冷却。
权利要求
1.一种钛及钛合金薄板一体化处理工艺，其特征是在一专用卧式真空加热炉中保持真空度为1.33×10-2～1.33×10-4帕，温度为704℃～800℃条件下，将钛及钛合金薄板在平台上以压重平板压制，压制压力大于400公斤/米2条件下持续2～18小时，然后冷却，当冷却至600℃±20℃时将其在30～90分钟内充入冷却惰性气体快速冷却至400～350℃以下。
2.一种钛合金薄板一体化处理专用设备，仍具有真空机组、密封炉罐体及炉膛和加热装置，其特征在于密封的炉罐体(3)设置成卧式，其工作部位置于由绝热层(7)、耐火层(8)构成的炉膛(25)之内，加热装置为外热式燃烧器(19)置于炉膛(25)侧面，通过燃烧均化室(20)与炉膛(25)相通联接，燃烧均化室(20)、炉膛(25)与炉膛(25)上设有的烟囱管(21)构成热流均化运行通道，卧式炉罐体(3)内设有加强筋板(11)和电热偶(26)，加强筋板(11)上固定架设有导轨(14)，导轨(14)上可配置工作台推车(12)，在炉罐门(1)侧设有阀控充气口(27)。
3.一种钛合金薄板一体化处理工艺专用设备，仍具有炉罐体(3)抽气侧及罐门侧由内而外依次设有强制风冷室(5、15)与水冷室(4、17)，炉罐体(3)与炉罐门(1)及真空机组(18)接口之间采用软密封结构，炉膛(25)死角处设置有弧形挡板(24)，炉罐门(1)内侧设有可移动的隔热屏(6)。
全文摘要
本发明关于一种钛及钛合金薄板真空退火、去氢和整平的加工工艺及专用真空加热炉。该钛及钛合金薄板一体化处理工艺其特征是在一专用卧式真空加热炉中保持真空度为1.33×10
文档编号C22F1/18GK1259587SQ9912194
公开日2000年7月12日 申请日期1999年10月18日 优先权日1999年10月18日
发明者蔡延奔, 胡扬五, 童水光, 匡继勇, 徐昭明, 王靖岳 申请人:温州市工业科学研究所