[发明专利]一种高回弹性能的密封环用不锈钢管的制备方法

说明书

本发明涉及一种高回弹性能的密封环用不锈钢管的制备方法，采用中间变形量轧制+中间热处理，与大变形量轧制+中温退火的联合制备工艺，通过控制管材中的残余加工硬化，制备出回弹性能优异，单位长度压缩载荷合理的不锈钢管坯，利用该工艺生产的不锈钢无缝细径管，其回弹性能可达到0.25mm以上，单位长度压缩载荷可精准的控制在0.15‑0.20kN/mm之间，相应的屈服强度可以达到580MPa以上、延伸率可达40％以上。利用这种高性能无缝细径管制作的O型环密封元件可用于空间环境、火箭、航空、航天等领域中高压容器、极高真空系统管路的静密封或者动密封，并可以实现反复拆卸，重复使用的功能。

技术领域

本发明涉及一种高回弹性能的密封环用不锈钢管的制备方法，进一步涉及一种具有高回弹性能的密封环用1Cr18Ni9Ti无缝细径钢管的制备工艺；属于不锈钢密封环制造领域。

背景技术

金属空心O型密封环是将细径管弯曲成圆状，并利用电子束或者其他焊接方法将管材两端熔接后，再对接头进行一定的打磨而形成的一种特殊密封件。在一些高温应用场合下，为了保证密封环的密封效果，需要在管的内部充入一定量的惰性气体，在高温状态下，气体膨胀会增加了管材的弹性，从而抵消因温度上升管材性能下降做造成的不良影响。由于金属空心O型密封环的适用范围广，可用于高温、高压、高耐腐蚀环境，使用寿命长，密封可靠性高，并可以重复使用等特点，目前广泛用于空间环境、火箭、航空、航天等领域中高压容器、极高真空系统管路的密封。制作金属空心O型密封环的细径管可以根据不同的使用环境条件选择不同的金属材料，具体可包括不锈钢、铜、铝、钛及其它合金等，其中不锈钢材料因性能稳定性好，价格低廉，工艺成熟而广泛被采用。

金属空心O型密封环的密封效果主要与密封环的回弹性能有关，而密封环的回弹性能则主要取决于不锈钢细径钢管的回弹性能。在细径钢管生产的过程中，除考虑管材的回弹性能外，还需要考虑管材单位长度压缩载荷，因为单位长度压缩载荷越大，虽然回弹性能会越高，可是由于在装配过程中装配力的限制，装配后O型密封环的变形小，影响密封效果；而如果压缩载荷过小，则密封环的变形将过大，无法起到密封的作用。因此随着航天、航空领域的发展，对于制作密封环的细径钢管提出更高的性能要求。经过大量的试验，目前提出的指标为回弹性能达到0.25mm以上，单位长度压缩载荷控制在0.15-0.20kN/mm之间。而常规制备细径钢管的方法有两种：一种为固溶处理态，另一种为冷变形态。固溶态的1Cr18Ni9Ti无缝细径管通常的变形量为45％～60％之间，然后通过1020℃的固溶处理，这种状态的管材强度比较低，回弹性能仅能达到0.18mm左右，无法满足指标要求而对于冷变形态的管材来说，轧制变形量越大，压缩回弹性能和单位长度压缩载荷越大。但是由于管材轧制变形量很难控制精确，且单位长度压缩载荷与轧制变形量关系敏感，极易造成单位长度压缩载荷过高，所以管材生产难度较大，而且批次稳定性也不好，也无法满足航空航天领域的高性能要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种高回弹性能的密封环用不锈钢管的制备方法，对不锈钢管的制备采用了特殊的制备工艺方法，采用中间变形量轧制+中间热处理，与大变形量轧制+中温退火的联合制备工艺，通过控制管材中的残余加工硬化，制备出回弹性能优异，单位长度压缩载荷合理的不锈钢管坯，满足航天航空等领域对于钢管回弹性能以及压缩载荷性能的较高要求。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种高回弹性能的密封环用不锈钢管的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将不锈钢管坯进行N次中间处理，得到不锈钢管过渡件；所述中间处理包括中间轧制或者拉拔，以及中间热处理，其中每次中间轧制或拉拔的变形量控制在45％～60％，每次中间热处理的温度控制在1020～1040℃；其中N为正整数，且N≥3；

(2)、将不锈钢管过渡件进行轧制或者拉拔，变形量控制在65％～70％；

(3)、将轧制或者拉拔处理后的不锈钢管过渡件进行中温退火热处理，中温退火热处理的温度控制在900℃～920℃，完成不锈钢管制备。