專利名稱：：鉭管的真空退火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鉭管的真空退火方法。
背景技術(shù)：
：鉭管材在軋制或拉拔等冷加工過程中會(huì)發(fā)生加工硬化，進(jìn)一步加工前一般需要在1000—120(TC的高溫下進(jìn)行退火，以消除其內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)管材的加工塑性，利于減徑、減壁等進(jìn)一步加工，達(dá)到所需要的尺寸。成品管材大多是軟態(tài)或半硬狀態(tài)，使用前需要完全退火以進(jìn)行再結(jié)晶或不完全退火以消除內(nèi)應(yīng)力。由于鉭在高溫下化學(xué)活性強(qiáng)，會(huì)與空氣或加熱氣氛中的氧、氮、氫等氣體成分發(fā)生作用，也會(huì)與管材表面的加工潤滑劑、油污等發(fā)生作用，使鉭管材表面吸氣或氧化，損害鉭管的性能。根據(jù)目前相關(guān)文獻(xiàn)資料介紹，長期以來，現(xiàn)國際國內(nèi)所有鉭管退火都是采用傳統(tǒng)的真空退火爐進(jìn)行退火。由于鉭管的傳統(tǒng)真空退火中，采取電阻加熱，其傳熱方式為輻射傳熱，升溫慢，儲(chǔ)存在鉭晶格中的形變能被逐漸消耗掉，再結(jié)晶的形核能力減弱，退火后的晶粒較粗大，同時(shí)冷卻速度慢，使得晶粒在冷卻過程中逐步長大。導(dǎo)致產(chǎn)品的強(qiáng)度及塑性相對(duì)較低。鉭熔點(diǎn)很高，其再結(jié)晶退火溫度也相應(yīng)很高，傳統(tǒng)真空退火爐受材料限制，溫度極限偏低，對(duì)于高熔點(diǎn)金屬鉭的再結(jié)晶退火，即使過分延長保溫時(shí)間也很難達(dá)到再結(jié)晶退火的目的。采用傳統(tǒng)的真空退火方式，退火后鉭管的抗拉強(qiáng)度為210MPa，屈服強(qiáng)度為140MPa，延伸率25%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種鉭管的真空退火方法，以解決了鉭管產(chǎn)品組織和性能差的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種鉭管的真空退火方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)清洗將鉭管內(nèi)外壁用清水進(jìn)行清洗，然后自然晾干，要求鉭管材無油污，無水痕；(2)上料將清洗干凈的批量鉭管置入耐熱套管內(nèi)，然后通過自動(dòng)傳輸裝置將裝有鉭管的耐熱套管沿軸向送入真空退火爐內(nèi)，自動(dòng)傳輸裝置停止工作，其真空退火爐為真空感應(yīng)退火爐，其真空感應(yīng)火爐內(nèi)設(shè)有加熱段和冷卻段；(3)抽真空先開啟機(jī)械泵，抽至真空度為l(^Pa時(shí)，再開啟羅茨泵，抽至真空度為1Pa，最后開啟擴(kuò)散泵，抽至真空度為10—^a。采用三級(jí)真空系統(tǒng)工作，使其真空感應(yīng)退火爐內(nèi)處于高真空狀態(tài)；(4)在真空感應(yīng)退火爐中進(jìn)行退火啟動(dòng)自動(dòng)傳輸裝置以10—50cm/min速度將鉭管送入且通過真空感應(yīng)退火爐的感應(yīng)線圈加熱段進(jìn)行加熱，要求加熱段在3—5秒內(nèi)升溫至鉭管的再結(jié)晶溫度加熱溫度為1300—160(TC，裝有鉭管耐熱套管連續(xù)通過感應(yīng)線圈的加熱段，整個(gè)管材軸向溫度呈階梯分布；在這種溫度分布下，管材晶體織構(gòu)規(guī)則沿軸向分布，在回復(fù)過程中形成的晶格無扭曲的新晶核不容易聚集再結(jié)晶而導(dǎo)致晶粒長大。(5)在真空感應(yīng)退火爐中進(jìn)行快速冷卻從爐內(nèi)加熱段出來的裝有鉭管的耐熱套管被均速送入爐內(nèi)冷卻段中的冷卻水套內(nèi)快速冷卻，鉭管在lmin—2min時(shí)間內(nèi)冷卻至300—600°C，此時(shí)真空感應(yīng)退火爐停止加熱。之后隨爐自然冷卻至室溫即成。鉭管進(jìn)入通過感應(yīng)退火爐感應(yīng)線圈及進(jìn)入快速冷卻的速度同步且連續(xù)。本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)是鉭管的升溫加熱和快速冷卻都在感應(yīng)退火爐內(nèi)完成。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1產(chǎn)品的組織和性能好由于快速局部加熱，快速冷卻。在再結(jié)晶過程中，晶粒細(xì)小而均勻，晶粒度優(yōu)于傳統(tǒng)真空退火管材三個(gè)等級(jí)以上，機(jī)械性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)真空退火爐。退火后鉭管的抗拉強(qiáng)度為280MPa，屈服強(qiáng)度為231MPa，延伸率26.4%。同時(shí)溫度沿軸向呈階梯式分布，兼具階梯加熱退火的優(yōu)點(diǎn)，管材織構(gòu)沿軸向規(guī)則分布。利用感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)，使鉭管壁溫度迅速升高，同時(shí)鉭管壁散熱也最快，使得鉭管壁晶粒度更小，提高表面性能。本發(fā)明高真空環(huán)境保證了鉭在退火過程不受空氣中的或加熱氣氛中的氧、氮、氫、碳等氣體成分污染。管材表面油污、加工潤滑劑在真空環(huán)境下急劇揮發(fā)，也避免了其與管材發(fā)生反應(yīng)，損害管材的性能。2管材質(zhì)量一致性好通過控制進(jìn)料速度和感應(yīng)爐功率，每根管材的退火溫度、退火時(shí)間完全相同，不受爐內(nèi)位置差異的影響，工藝重現(xiàn)性和產(chǎn)品一致性非常好。3.能耗低、運(yùn)行成本低退火設(shè)備投資小，拆卸維修簡單。鉭管升溫快，無需長時(shí)間保溫，耗電量小。由于本發(fā)明特殊的加熱方式導(dǎo)致升溫梯度大，再結(jié)晶的形核能力強(qiáng)，再結(jié)晶過程可在瞬時(shí)完成，大大降低真空退火爐電耗，此外，傳統(tǒng)真空退火爐熱效率僅為30%左右，本發(fā)明退火爐熱效率可達(dá)50%，且本真空感應(yīng)退火爐退火時(shí)間短。4.節(jié)約材料與普通結(jié)構(gòu)材料相比，鉭材十分昂貴，如lmm鉭板(Tal)價(jià)格相當(dāng)于同樣厚度不銹鋼(316L)的100倍，采用本發(fā)明退火后鉭管比傳統(tǒng)真空退火爐許用應(yīng)力提高60%左右，在同樣的使用強(qiáng)度下，可節(jié)約鉭材約40%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。附圖為本發(fā)明的流程圖。具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)例方式進(jìn)行描述，可以明顯的看出本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。參見附圖，本發(fā)明實(shí)施的步驟如下1.清洗將外徑20mm，壁厚lmm，長800mm鉭管(Tal)清洗，晾干。保證鉭管內(nèi)外壁無油污，無水痕。2.上料先將清洗后的批量鉭管置入耐熱材料套管內(nèi)，然后通過自動(dòng)傳輸裝置一齊沿軸向送入真空退火爐內(nèi)，自動(dòng)傳輸裝置停止工作，3.抽真空抽真空先開啟機(jī)械泵，抽至真空度為l(^Pa時(shí)，開啟羅茨泵，抽至真空度為lPa，開啟擴(kuò)散泵，抽至真空度為10—2Pa。三級(jí)真空系統(tǒng)保證其內(nèi)部高真空環(huán)境。4.在感應(yīng)爐中進(jìn)行退火啟動(dòng)自動(dòng)傳輸裝置，裝有鉭管的耐熱套管以20cm/min速度通過感應(yīng)退火爐感應(yīng)線圈中穿過，3—5秒內(nèi)升溫至高于管材的再結(jié)晶溫度，溫度為150(TC;管材連續(xù)通過感應(yīng)線圈。5.在真空感應(yīng)退火爐中進(jìn)行快速冷卻裝有鉭管的耐熱套管脫離感應(yīng)線圈后，溫度仍然很高，為充分抑制晶粒長大，使脫離感應(yīng)線圈鉭管部分進(jìn)入冷卻水套強(qiáng)制冷卻。冷卻至40(TC后，隨爐冷卻至室溫即成然后出爐。本鉭管的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率均采用中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法測定。檢測設(shè)備為美國Instron8802型電液伺服力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。其數(shù)據(jù)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述表中數(shù)據(jù)顯示，采用真空感應(yīng)退火，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，斷后延伸率也高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種鉭管的真空退火方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)清洗將鉭管內(nèi)外壁用清水進(jìn)行清洗，然后自然晾干，要求鉭管材無油污，無水痕；(2)上料將清洗干凈的批量鉭管置入耐熱套管內(nèi)，然后通過自動(dòng)傳輸裝置將裝有鉭管的耐熱套管沿軸向送入真空退火爐內(nèi)，自動(dòng)傳輸裝置停止工作，其真空退火爐為真空感應(yīng)退火爐，真空感應(yīng)退火爐內(nèi)設(shè)有加熱段和冷卻段；(3)抽真空先開啟機(jī)械泵，抽至真空度為103Pa時(shí)，再開啟羅茨泵，抽至真空度為1Pa，最后開啟擴(kuò)散泵，抽至真空度為10-2Pa。采用三級(jí)真空系統(tǒng)工作，使其真空感應(yīng)退火爐內(nèi)處于高真空狀態(tài)；(4)在真空感應(yīng)退火爐中進(jìn)行退火啟動(dòng)自動(dòng)傳輸裝置以10-50cm/min速度將裝有鉭管的耐熱套管送入且通過真空感應(yīng)退火爐的感應(yīng)線圈加熱段進(jìn)行加熱，要求加熱段在3-5秒內(nèi)升溫至鉭管的再結(jié)晶溫度，加熱溫度為1300-1600℃，裝有鉭管的耐熱套管連續(xù)通過感應(yīng)線圈的加熱段，整個(gè)鉭管材軸向溫度呈階梯分布；(5)在真空感應(yīng)退火爐中進(jìn)行快速冷卻從爐內(nèi)加熱段出來的裝有鉭管的耐熱套管被均速送入爐內(nèi)冷卻段中的冷卻水套內(nèi)快速冷卻，鉭管在1min-2min時(shí)間內(nèi)冷卻至300-600℃，此時(shí)真空感應(yīng)退火爐停止加熱。之后隨爐自然冷卻至室溫即成。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鉭管的真空退火方法，其特征在于所述的鉭管被傳輸，通過退火爐感應(yīng)線圈及進(jìn)入快速冷卻段的速度同步且連續(xù)。全文摘要本發(fā)明涉及一種鉭管的快速真空退火方法。它包括以下步驟將鉭管清洗，晾干。將清洗后的鉭管置入耐熱套管內(nèi)，一齊沿軸向送入真空感應(yīng)退火爐內(nèi)。采用三級(jí)真空系統(tǒng)工作，使其抽至真空度為10^-2Pa。保證其內(nèi)部高真空狀態(tài)。鉭管是在真空感應(yīng)退火爐內(nèi)進(jìn)行退火，即升溫加熱和快速冷卻都在爐內(nèi)完成。采用本方法進(jìn)行退火，鉭管升溫快，其鉭管產(chǎn)品組織和性能好，鉭管質(zhì)量一致性好，能耗低、運(yùn)行成本低，退火設(shè)備投資小，拆卸維修簡單。無需長時(shí)間保溫，耗電量小。采用本發(fā)明退火后鉭管比傳統(tǒng)真空退火爐許用應(yīng)力提高60％左右，在同樣的使用強(qiáng)度下，可節(jié)約鉭材約40％，經(jīng)濟(jì)效益顯著。文檔編號(hào)C21D9/08GK101603164SQ200910304529公開日2009年12月16日申請(qǐng)日期2009年7月20日優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日發(fā)明者徐嘉立,章小康,蔣坤林,駱登高申請(qǐng)人:長沙南方鉭鈮有限責(zé)任公司