[实用新型]用于钛卷退火的卧式真空退火炉内的强制对流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于钛卷成品退火的卧式真空退火炉内的强制对流装置。

背景技术

由于钛的化学性质活泼，在高温下容易与空气中的O、N、H等元素发生反应，在表面形成污染层，使合金的性能变差，强度和塑性降低，硬度增大，严重影响后续加工和使用。因此目前钛卷的退火多采用真空加热炉进行。但是现有真空退火加热的加热元件主要安装在炉壳上，造成靠近炉壳的钛卷外圈升温速度快，温度高，但是由于钛的导热性较差，其导热系数只有0.041J/(cm·s·K)，比铜的导热系数0.934J/(cm·s·K低得多，导致钛卷内外圈温差较大、加热时间较长；真空退火后材料的性能严重不均。为了使钛卷内圈的温度达到工艺要求，必须在较高的温度下长时间保温，而外圈就长时间处于高温状态下，内部晶粒长大，导致内外圈组织相差较大，性能不均。目前采用真空退火炉处理的钛卷的内外圈的晶粒度的差别在30~200μm，强度的差异在20~50MPa之间，对后续材料的使用和加工带来不利的影响

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有真空加热炉以上缺点，提供一种使钛卷内外圈加热均匀、可缩短加热时间、提高加热速度、提高退火质量，降低能耗的卧式真空退火炉内的强制对流装置。

本实用新型的技术技术方案是：在卧式真空退火炉的炉壁上设有与外部惰性气体连通的充气系统，充气系统分成二路，一路是装有回填阀的主充气系统，另一条是装有充气阀、微流量调节阀、压力表的微充气系统，在卧式真空退火炉内钛卷卷心的上方设有由搅拌装置带动的叶轮。

所述搅拌装置的数量与炉内钛卷的卷数相同。

所述微流量调节阀自动调节炉内压力在-10kPa～-5kPa的微负压状态。

所述叶轮为轴流式或搅拌式結构。

所述惰性气体为氩气或氦气。

本实用新型的充气系统向真空退火炉内充入惰性气体，再通过钛卷卷心上方叶轮的搅拌使惰性气体在炉内循环，可以使钛卷内外圈实现均匀加热，使内外圈的温差大大降低、使钛卷内外圈的组织和性能趋于一致，提高了退火后产品的质量，也大大缩短了加热时间，降低了生产成本和能耗。

附图说明

附图为本实用新型一实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

卧式真空退火炉1的炉壁2上设有与外部氩气罐3连通的充气系统，充气系统分成二路，一路是装有回填阀4的主充气系统A，另一条是装有充气阀5、微流量调节阀6、压力表7的微充气系统B，在卧式真空退火炉内钛卷卷心8的上方设有由搅拌装置9带动的叶轮10，所述搅拌装置的数量与炉内钛卷的卷数相同。

使用时，先将钛卷卷心装入炉后，炉体抽高真空，在高真空状态下以一定的速度加热至设定的低温平台400℃，关闭真空抽气系统，打开回填阀4，向炉内充入干燥高纯Ar气，并用回填阀自带的压力控制器对气体回填压力进行设定，当炉内压力升到设定压力-0.03MPa时回填阀将自动关闭。打开搅拌装置9，使Ar气在炉内进行循环，并在低温平台保温一定的时间，使内外圈的温度趋于一致。

保温4h后，继续加热，随着温度的升高，炉内的压力也不断增大，为了保证炉内压力维持在微负压气氛状态，工件在微负压气氛状态下继续按预定曲线加热至630℃，在加热和保温过程中始终打开充气阀、微流量调节阀和搅拌装置，微充气系统自动调节炉内压力在-10kPa～-5kPa(表压)的微负压状态，通过安装在钛卷卷心8的上方的叶轮10旋转使Ar气在炉内进行循环，保温一定的时间，使内外圈的温度趋于一致使炉内钛卷的温度趋于一致。保温结束后，关闭加热系统，冷却，出炉。退火完成后，钛卷内外圈的晶粒度相差20μm，强度的差异在15MPa，较未进行工艺气体强制对流循环的钛卷的组织和性能均匀。