[发明专利]一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法

说明书

本发明提供了一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。本发明使得紫铜密封垫圈退火后表面维氏硬度不高于HV45，解决常规退火硬度偏高问题，提高软化退火炉次合格率。

技术领域

本发明涉及一种软化退火热处理工艺。

背景技术

紫铜具有优良的导电、导热性和塑性及良好的耐腐蚀性，在电子仪器仪表和高压容器等工业中有广泛的应用。工业生产中对紫铜制件的表面硬度要求比较苛刻。作为起紧固密封作用的紫铜密封垫圈，密封原理是两个零件结合面将紫铜密封垫圈挤压变形，使得紫铜密封垫圈的两平面与两个零件结合面紧密贴合。因此，一般要求紫铜垫圈表面维氏硬度不高于HV45。

经机加工成型的密封垫圈，一般在使用前进行再结晶退火处理，消除残余应力，消除加工硬化现象，使其变软，以达到更好的密封效果。密封垫圈的生产，根据需求，通常由Φ10mm～Φ60mm不同规格的T2M紫铜拉制棒车削成型。按铜及铜合金热处理退火工艺进行常规再结晶退火处理，即：在箱式空气电阻炉中随炉升温到500℃～600℃，保温30min～45min后，炉冷至室温出炉。常规退火后，密封垫圈硬度不均匀，且偏要求硬度上限，甚至出现超差现象，不满足HV45硬度要求，炉次合格率约70％左右。经分析，常用的Φ10mm～Φ60mm规格的紫铜拉制棒原材成分、生产时变形程度等不同，后序加工成型的不同尺寸的密封垫圈内部组织、加工硬化状态不同，按常规退火方法退火，不能完全达到调整组织、消除残余应力、降低硬度的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种紫铜密封垫圈的软化退火方法，使其退火后表面维氏硬度不高于HV45，解决常规退火硬度偏高问题，提高软化退火炉次合格率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。

本发明对硬度抽检不合格的紫铜密封垫圈按上述步骤重复处理1～2次。

本发明的有益效果是：

(1)常规退火在普通箱式空气电阻炉中进行，空气中高温加热，垫圈表面氧化。本发明采用真空退火方式，避免了在空气中加热产生的表面氧化，提高表面质量。

(2)常规退火随炉升温速度为900℃～1200℃/h，机加工后的垫圈因加工硬化存应力，升温速度较快，不仅又增加了热应力，还容易形成更多细小晶粒。本发明采用180℃～300℃/h的升温速度，一方面减少了热应力叠加，一方面使晶粗化，从而降低硬度。因为加热速度越快，回复过程来不及进行或进行的不充分，不会使冷变形储能大幅度降低。同时，快速加热提高了实际再结晶温度，加之加热转变温度高，晶粒形核率越高，大于长大速度，使起始晶粒度细小，不利于获得较低硬度。

(3)常规退火在500℃～600℃保温，保温时间30min～45min。本发明保温温度600℃～650℃，保温时间90min～150min。采用较高温度和较长时间退火，紫铜再结晶完成时间更少，晶粒长大时间更长，长大速度更快，获得粗大晶粒，晶界相对减少，位错运动阻力减小，在较低的外力下就开始塑性变形，宏观表现为低硬度。有利于硬度降低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明提供的紫铜密封垫圈真空退火处理方法，控制再结晶退火升温速度，提高退火温度，延长保温时间，具体包括如下步骤：