[发明专利]一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置及方法

权利要求书

1.一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，它包括用于对整个不锈钢结构件（1）进行装夹固定的垫装底板组件；

所述不锈钢结构件（1）的外筒和内筒的底端外凸缘（2）分别通过多个均布的压板组件固定在垫板底板组件的顶部；

所述不锈钢结构件（1）通过垫板底板组件装夹之后整体放置于专用固溶处理炉中，并进行相应的固溶热处理。

2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述垫板底板组件包括底板（8），所述底板（8）的顶部通过多块均布的立板（6）固定安装有顶板（7），顶板（7）的中心部位加工有第一中心孔（12），底板（8）的中心部位加工有第二中心孔（13）；顶板（7）的顶部，并位于第一中心孔（12）的外围加工有用于对不锈钢结构件（1）的内筒进行定位的内筒定位阶梯（10）；

在内筒定位阶梯（10）的内圈设置有均布的内圈螺纹孔（11），内圈螺纹孔（11）通过压板组件对内筒进行固定；

所述内筒定位阶梯（10）的外圈设置有均布的外圈螺纹孔（9），外圈螺纹孔（9）通过压板组件对外筒进行固定。

3.根据权利要求2所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述立板（6）沿着底板（8）的径向方向布置。

4.根据权利要求2所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述顶板（7）上，并位于内圈螺纹孔（11）和外圈螺纹孔（9）之间的部位呈环形均布加工有多个通气孔（14）；且所述通气孔（14）位于内筒和外筒之间。

5.根据权利要求1所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述压板组件包括L型压板（5），所述L型压板（5）的顶板加工有螺栓孔（15），所述螺栓孔（15）内部穿过长螺栓（3），长螺栓（3）的底端通过螺纹固定连接在顶板（7）相应部位的内圈螺纹孔（11）和外圈螺纹孔（9）上；长螺栓（3）和L型压板（5）之间设置有垫圈（4）。

6.根据权利要求1所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述专用固溶处理炉包括炉体，所述炉体采用圆柱形井式电阻炉，炉体外围为炉体外壳（16），炉体外壳（16）采用钢板制作，炉衬（18）为硅酸铝纤维模块，炉膛内侧安装加热元件电阻带，炉膛底部安装耐热钢炉底板（22）；炉体顶部通过导向杆（19）升降安装有炉盖（17）；所述炉体与用于供气的进气装置相连；所述炉体的底部设置有排气装置。

7.根据权利要求6所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述进气装置包括鼓风机（25），鼓风机（25）的出风口安装有L型进气管（21），L型进气管（21）的竖直管上等间距布置有多根短管（26），每根短管（26）上都安装有进气阀（20），每根短管（26）的另一端与环形进气管（27）相连，环形进气管（27）环绕炉体的外围布置，环形进气管（27）的内侧连接有多根均布的吹气管（28），吹气管（28）沿着炉膛的切向布置，并与炉膛内部相连通，保证吹气方向与炉膛内侧相切。

8.根据权利要求6所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述排气装置包括加工在耐热钢炉底板（22）中心部位的出气孔，出气孔部位连接有排气管（23），排气管（23）上安装有排气阀（24），排气管（23）的末端与排气竖管（29）相连。

9.根据权利要求6所述的一种大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理装置，其特征在于，所述专用固溶处理炉分5区进行控温，额定功率520KW，额定温度1100℃，额定电压380V，有效加热区φ3000×1600，炉温均匀性±10℃。

10.采用权利要求1-9任意一项所述固溶热处理装置进行大型薄壁不锈钢结构件固溶热处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，大型薄壁不锈钢结构件的装夹：将需要处理的不锈钢结构件（1）的内筒和外筒依次通过多组压板组件固定安装在垫板底板组件的顶部；

步骤二，不锈钢结构件（1）的整体吊装入炉：将装夹好的不锈钢结构件（1）整体吊入专用固溶处理炉内，盖上炉盖，输入固溶热处理工艺；

步骤三，不锈钢结构件（1）的初步加热：开始加热时，通过吹气管（28）沿炉膛内侧通入少量空气，吹气方向与炉膛内侧相切，形成沿炉膛内侧的环形气流，环形气流与炉膛内侧布置的加热元件进行热交换后，环形气流被加热，将会向上方移动，形成螺旋上升的环形气流，至炉顶后被反射，炉底安装有排气管，引导气流向炉底移动排出炉外；待炉内气氛流动时与不锈钢结构件（1）的内筒、外筒同时进行热交换，使不锈钢结构件（1）加热并使不锈钢结构件（1）内外部均温；并根据不锈钢结构件（1）的内筒、外筒实际温差调整进气量，如果不锈钢结构件（1）的内筒、外筒的温差较大，应加大进气量，加快炉内气氛循环，以减少不锈钢结构件（1）的内筒、外筒的温差；

步骤四，不锈钢结构件（1）的固溶热处理：在加热阶段要快速加热，以减少不锈钢结构件（1）的氧化，从室温至500℃，加热速率为每小时200-300℃，从500℃至950℃，加热速率为每小时175-275℃；从950℃加热至保温温度1040±10℃加热速率为每小时250-300℃；分别在500℃、950℃保持10-15分钟，保证加热时零件温度尽量均匀，降低变形量；因零件板厚较薄，在保温温度1040±10℃仅要求保持30分钟；

在冷却阶段要求控制冷却速率，从保温温度1040±10℃至900℃冷却速率为每小时160-170℃，从900℃至600℃要求快冷，以形成奥氏体组织，冷却速率为每小时300-600℃，在30-60分钟内完成；从600℃至室温不再有组织转变，就不再控制冷却速率；

步骤五，不锈钢结构件（1）的出炉冷却：冷却至600℃以下时，关闭加热电源，关闭进气管、排气管，进行炉冷，保持温度记录仪表继续工作，炉冷至200℃以下方可出炉；

步骤六，检验：待不锈钢结构件（1）冷却至室温，打开工装，检验变形量、金相组织、温度记录曲线是否符合要求，变形量要求2mm以下。