[实用新型]钛及钛合金U型弯管真空热处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属加工领域，特别是涉及消除钛及钛合金U型弯管变形所产生的应力的真空热处理装置。 

背景技术

换热器包括固定管板式，U型管板式及盘管式等多种形式，分别适用于不同场合。U型弯管适宜于温差大，管内流体比较干净的场合。U型弯管在弯制加工过程中会产生残余应力，引起尺寸变化，影响到弯管的使用寿命，因此必须对一定弯曲半径的弯管进行热处理，以消除残余应力。 

钛是活性金属，高温时会与空气中的O、N、H、CO、CO₂、NH₃、H₂O等发生强烈的化学反应，形成硬质表层，导致金属材料脆性增加，影响材料性能与进一步加工。因而，与碳钢、不锈钢、铜合金等金属的热处理工艺不同，钛的热处理工艺必须应用特殊热处理设备，采取真空热处理或氩气保护气氛热处理方式。现有的加热炉存在加热不均、炉内气氛不达标的问题，热处理效果不理想。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，更有效地对钛及钛合金U型弯管进行真空热处理。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种钛及钛合金U型弯管真空热处理的装置，包括加热炉、真空系统和充气装置。加热炉采用外热式电阻分段加热；真空系统和充气装置分别与加热炉炉膛相连。 

在本实用新型一个较佳实施例中，钛及钛合金U型弯管真空热处理的装置还包括固定件和推送装置。固定件连接在推送装置上，用以固定钛及钛合金U型弯管。推送装置沿加热炉轴线方向来回移动。 

本实用新型钛及钛合金U型弯管真空热处理装置可消除或减少加工过程中产生的残余应力，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。 

附图说明

图1是本实用新型钛及钛合金U型弯管真空热处理装置的示意图； 

图2是本实用新型钛及钛合金U型弯管真空热处理装置的正面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。 

钛及钛合金U型弯管真空热处理装置包括料架1、料车2、加热炉3、真空系统、惰性气体充气装置、水冷系统、气动系统和控制系统。 

U型钛弯管因温度升高产生不必要的形变，影响其尺寸精度，以至于换热器制作时穿管困难。请参阅图1，为U型钛弯管设计的料架1可按尺寸要求固定多个钛及钛合金U型弯管。料架1可根据加工要求调节尺寸，将需要真空热处理的钛及钛合金U型弯管固定在带有滚轮的料车2上。 

加热炉3采取外热式电阻加热，炉膛为类圆柱形，分段加热，即沿加热炉3轴线方向均匀间隔排布加热式电阻片。外热式电阻加热与内热式相比的优点是设备简单可靠，操作方便，便于维护，工作周期较短。而圆形炉膛与分段加热的设计使温度均匀，梯度小。 

真空系统与加热炉3的炉膛连接。真空系统包括扩散泵4和机械泵5。钛及钛合金热处理必须保证一定的真空度。机械泵5能达到的真空度较底，扩散泵4能达到的真空度较高。抽真空时先启动机械泵5，达到一定真空度后才可启动扩散泵4。 

加热炉3的炉膛具有充气口6，外接充气装置，以便在需要时充入惰性气体，使钛及钛合金U型弯管在惰性气体保护气氛中加热，以确保热处理取得更好的效果。 

惰性气体通常选用氩气。 

该装置还包括水冷系统、气动系统及控制系统。水冷系统用以给加热炉散热降温，气动系统协助真空系统和充气装置运转，控制系统控制温度及所有操作。 

在进入真空热处理之前，按照除脂—超声清洗—酸洗—烘干的工序，将U型钛弯管清洗干净，这样处理后的管材光洁明亮，银白色，无氧化及污染痕迹。 

请参阅图1和图2，多根钛及钛合金U型弯管叠加垒放在料车2上，并用多个料架1固定。料车2沿加热炉3轴线方向进退，将钛及钛合金U型弯管送入或拉出加热炉3。 

在热处理过程中，先抽真空，使加热炉3内的压强不大于6.7x10^-2 Pa（帕斯卡）。然后按预热-升温-保温-降温的工序处理。其中加热额定温度950℃，一般使用温度500～850℃。当温度超过750℃时，将加热炉3内压强控制在不小于2x10^-3Pa，或充入惰性气体进行分压控制。降温至200℃以下即可出炉。