專利名稱：鎳鉬合金封頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及鎳鑰合制作封頭的方法及產品，尤其是封頭的制作工藝。
背景技術：
鎳鑰合金(典型的如美國漢森(HAYNES)公司HASTELLOY B-3(N10675)鎳鑰合金材料，，它對于任何溫度和濃度的鹽酸都有極好的抗腐蝕性。同時它對于硫酸、醋酸、乙酸、蟻酸、磷酸及其他不具有氧化性的介質也具有有良好的抗腐蝕性。而且，由于對其化學成分作了調整，它的熱穩定性相比于原來的HASTELLOY B-2 (N10665)合金有了大幅的提高。B3 (N10675)合金對點腐蝕、應力腐蝕開裂、刀狀腐蝕和焊接的熱影響區的腐蝕等均有很高的抗力。由于B3 (N10675)具有的良好抗酸特性，所以近年來在國際市場上得到大量的投·用，最近幾年此材料在我國制酸行業也得到了大量的應用，如醋酸行業的閃蒸罐，有機酸酸行業的萃取塔等都是比較大型化的純材B3化工設備。在化工生產設備中封頭是其中主要受壓元件之一，在封頭的制作過程中，最常見的是加工過程中在焊縫、板面特別是封頭的直邊段部分容易出現裂紋。B3材料出現裂紋后返修難度較大，修磨補焊過程中容易造成熱裂紋，甚至是造成原有裂紋延伸，到無法返修的地步，往往只能做報廢處理。

發明內容
本發明目的是提出一鎳鑰合金封頭的制作方法，為解決鎳鑰合金尤其是高強度B3(N10675)鎳鑰合金系列封頭在制作過程中容易產生裂紋的問題，本發明提供了一種鎳鑰合金尤其是B3合金系列封頭的制作方案。本發明技術方案是鎳鑰合金封頭的制作方法，先進行壓制即熱成型，壓制過程具備的工藝條件空爐升溫到1000±80°C，封頭圓板入爐，保證封頭圓板入爐溫度彡850°C,入爐后隨爐加熱到加熱到1065°C ±15°C，保溫一定時間(20 30min)后出爐趁熱壓制，趁熱壓制次數> 2次，壓制過程中隨時測量封頭溫度，當溫度低于900°C時重新入爐加熱，終壓溫度不得低于900°C。壓制前必須清理模具表面，并對封頭的模具進行適當的預熱，預熱溫度150±30°C左右為宜；熱成型后再次進行固溶處理，壓制后的封頭進行固溶的工藝條件空爐升溫到1000±80°C，封頭與封頭防變型工裝固定后入爐，保證封頭入爐溫度彡850°C，入爐后隨爐加熱到固溶溫度1065°C ±15°C，保溫一定時間(3(T45min)后出爐迅速水冷。固溶處理是封頭壓制后采用熱處理的方式恢復材料原有的晶間組織結構以恢復其原有的機械性能和化學性能。熱處理前封頭板表面必須清理干凈，且PT、RT檢測合格。固溶處理采用密封性能較好的電、或燃氣熱處理爐中進行，爐內任何兩點的溫差不得> 10°C,固溶處理用的水槽與熱處理爐距離要近；根據封頭板厚度及規格的不同確定固溶過程中保溫時間的長短，封頭出爐后迅速采用水冷。進一步的，采用封頭壓前進行放射狀精拋光處理。
本發明的有益效果是封頭采用多次加熱多次壓制，及封頭壓制后封頭與工裝適當約束防變型的狀態下進行固溶處理的制作工藝，完全解決了高強度鎳-鑰合金B3系列封頭在制作過程中容易產生裂紋的問題，而且其它機械性能、化學性能均不受影響。封頭成型后固溶處理是為了使合金中各種相充分溶解，強化固溶體，改善板材的塑性、韌性及抗腐蝕性能，消除應力與軟化材質，以便進行后續加工步奏。本發明高強度鎳-鑰合金封頭的制作方法采用封頭板預加熱一熱壓一成型后固溶一微校型的工藝，保證B3封頭的生產質量及使用性能。熱處理爐必須為密封性能較好的電爐或燃氣爐，且熱處理爐、壓機之間及固溶水槽之間的距離要近，防止封頭板在壓制過程中溫度過低造成敏化現象。通過固溶處理消除加工過程中造成的各種缺陷，消除應力，使合金發生再結晶，以獲得適宜的晶粒度，保證封頭的生產質量及使用性能。


圖I是高強度鎳-鑰合金B3 (N10675)系列合金的封頭固溶處理溫度——時間曲線(固溶處理的熱處理工藝)。
具體實施例方式以下結合圖I對本發明具體實施方式
進行說明。圖I中tl封頭入爐前空爐加熱時間；t2封頭入爐后隨爐加熱時間；t3封頭在爐內保溫時間；t4封頭出爐后水中冷卻時間。B3 (N10675)封頭在原材料復驗合格后，按工藝要求尺寸進行下料，需要拼接的封頭板按工藝要求進行拼接，各種參數及檢測要求必須滿足工藝要求，拼接完成后對封頭圓板進行校平處理，不平度< 3mm/m，并對拼接焊縫及板材表面進行100%PT檢測，按JB/Τ4730-2005 I級合格檢驗；對封頭拼接焊縫進行100%RT檢測，按JB/T4730-2005 II級合格檢驗。無損檢測合格后，對拼接焊縫進行打磨，打磨后焊縫余高在O. 5^1mm,保證封頭壓制后焊縫與母材平齊。封頭圓板雙面O. 8倍直徑以外的區域進行放射狀機械拋光，拋光進度達到8目要求，并去除表面所有刮、刮傷；再對封頭圓板周面倒R=3 5的圓角。拋光后在對封頭圓板正反表面進行100%PT檢測，按JB/T4730-2005 I級合格檢驗。Β3 (Ν10675)系列封頭具體的壓制方法在Β3系列封頭壓制過程中，采用封頭板預加熱一熱壓一成型后固溶一微校型的工藝，保證Β3封頭的生產質量及使用性能預加熱是將封頭圓板按熱處理工藝曲線加熱至1065°C ±15°C ;熱壓是將封頭圓板在900°C —1065°C范圍內將封頭采用模壓的型式壓制成型(如壓制過程中封頭溫度降至900°C以下，則封頭板應回路進行二次加熱)；成型后固溶處理是將壓制成型后的封頭按熱處理曲線加熱并冷卻以恢復、改善原材料力學性能及使用性能的制作工藝。加熱及固溶前應將B3封頭表面清理干凈，壓制前對模具表面清理并預加熱。加熱及固溶應在密封性能較好的電熱及燃氣爐中進行。對B3封頭壓制前的圓板板面進行清理按工藝要求進行檢測，檢測合格后等待加熱，另外熱處理爐空爐加熱到1000°C，打開爐門將封頭板放入熱處理爐內加熱，加熱到1065°C ±15°C按工藝要求保溫一定時間，快速出爐熱壓。為了防止封頭在加熱過程中表面的過熱及壓制過程中模具的壓傷和熱量的快速損失，可在封頭圓板入爐前正反表面覆著S 2等外徑尺寸的不銹鋼薄板加以保護。壓制成型后，封頭整體固溶處理前封頭正反表面也需進行清理按工藝要求進行檢測，檢測合格后將封頭與封頭防變型工裝固定，并將封頭正反兩面涂刷耐高溫涂料，待涂料干燥后可以進行固溶熱處理。熱處理爐空爐加熱到1000°c，打開爐門將封頭及防變型工裝整體放入熱處理爐內加熱，加熱到1065°C ±15°C按工藝要求保溫一定時間，快速出爐水冷。水槽中固溶處理用的冷卻水必須是潔凈的，固溶處理前按工藝要求對水質進行檢測。固溶過程中水必須是翻動的，將灼熱的封頭表面與水接觸形成的蒸汽膜打散，保證冷卻水與封頭可以充分的接觸，是封頭可以在2 3分鐘內迅速的從1065°C降到250°C以下(保證B3封頭可以快速的通過其敏化區域590°C 820°C)。冷卻后清理封頭按工藝要求進行檢測。按以上工藝制作的B3 (N10675)系列的封頭的質量有顯著區別。封頭壓制前圓板拼接完成后對封頭圓板進行校平處理，不平度< 3mm/m，并對拼接焊縫及板材表面進行100%PT檢測，按JB/T4730-2005 I級合格檢驗；對封頭拼接焊縫進行100%RT檢測，按JB/T4730-2005 II級合格檢驗。無損檢測合格后，對拼接焊縫進行打磨，打磨后焊縫余高在O. 5 lmm，保證封頭壓制后焊縫與母材平齊。 封頭圓板雙面O. 8倍直徑以外的區域進行放射狀機械拋光，拋光進度達到8目要求，并去除表面所有刮、刮傷；再對封頭圓板周面倒R=3 5的圓角。拋光后在對封頭圓板正反表面進行100%PT檢測，按JB/T4730-2005 I級合格檢驗。采用此Β3 (Ν10675)系列封頭的制作工藝加工的封頭，按JB/T4730-2005對表面100%ΡΤ檢測，對焊縫進行100%RT無損檢測方法，封頭表面并未發現裂紋，保證了 B3系列封頭的整體質量。在B3系列封頭壓制過程中，采用封頭板預加熱一熱壓一成型后固溶一微校型的工藝，保證B3封頭的生產質量及使用性能預加熱是將封頭圓板按熱處理工藝曲線加熱至10650C ±15°C ;熱壓是將封頭圓板在900°C — 1065°C范圍內將封頭采用模壓的型式壓制成型；成型后固溶處理是將壓制成型后的封頭按熱處理曲線加熱并冷卻以恢復、改善原材料力學性能及使用性能的制作工藝。加熱及固溶處理應該在密封性能較好的電爐或是燃氣爐中進行。B3系列封頭的加工工藝適用于相同或是相近材質不同厚度不同規格的封頭，根據材質規格的不同確定保溫時間。以上加工工藝包含但不僅限于橢圓、球形、錐形封頭。固溶處理采用密封性能較好的電、或燃氣熱處理爐中進行，且壓機與熱處理爐距離要近；根據封頭板厚度及規格的不同確定固溶過程中保溫時間的長短，封頭出爐后迅速采用水冷。水槽中固溶處理用的冷卻水必須是潔凈的，固溶處理前按工藝要求對水質進行檢測。固溶過程中水必須是翻動的，將灼熱的封頭表面與水接觸形成的蒸汽膜打散，保證冷卻水與封頭可以充分的接觸，是封頭可以在2 3分鐘內迅速的從1065°C降到250°C以下(保證B3封頭可以快速的通過其敏化區域590°C 820°C)。
權利要求
1.鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是先進行壓制即熱成型，壓制過程具備的工藝條件空爐升溫到1000±80°C，封頭圓板入爐，保證封頭圓板入爐溫度彡850°C，入爐后隨爐加熱到加熱到1065°C ±15°C，保溫時間20 30min后出爐趁熱壓制，趁熱壓制次數彡2次，壓制過程中隨時測量封頭溫度，當溫度低于900°C時重新入爐加熱，終壓溫度不得低于9000C ;壓制前必須清理模具表面，并對封頭的模具進行適當的預熱，預熱溫度150±30°C左右為宜；熱成型后再次進行固溶處理，壓制后的封頭進行固溶的工藝條件空爐升溫到1000±80°C，封頭與封頭防變型工裝固定后入爐，保證封頭入爐溫度彡850°C，入爐后隨爐加熱到固溶溫度1065°C ±15°C，保溫時間3(T45min后出爐迅速水冷。
2.根據權利要求I所述的鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是固溶處理采用密封性能較好的電、或燃氣熱處理爐，爐內任何兩點的溫差不> 10°C。
3.根據權利要求I所述的鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是采用封頭壓前在封頭圓板雙面0. 8倍直徑以外的區域進行放射狀機械拋光， 根據權利要求I所述的鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是封頭壓制前圓板拼接完成后對封頭圓板進行校平處理，不平度< 3mm/m，并對拼接焊縫及板材表面進行100%PT檢測；對封頭拼接焊縫進行100%RT檢測，對拼接焊縫進行打磨，打磨后焊縫余高在0. 5 lmm。
4.根據權利要求I或2所述的鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是固溶處理采用密封性能較好的電、或燃氣熱處理爐中進行，且壓機與熱處理爐距離要近；根據封頭板厚度及規格的不同確定固溶過程中保溫時間的長短，封頭出爐后迅速采用水冷。
5.根據權利要求I或2所述的鎳鑰合金封頭的制作方法，其特征是固溶處理用的冷卻水是潔凈的；固溶過程中水必須是翻動的，將灼熱的封頭表面與水接觸形成的蒸汽膜打散，保證冷卻水與封頭充分的接觸，封頭在2 3分鐘內從1065°C降到250°C以下。
全文摘要
鎳鉬合金封頭的制作方法，壓制過程具備的工藝條件空爐升溫到1000±80℃，封頭圓板入爐，保證封頭圓板入爐溫度≥850℃，入爐后隨爐加熱到加熱到1065℃±15℃，保溫時間20～30min后出爐趁熱壓制，趁熱壓制次數≥2次；壓制后的封頭進行固溶的工藝條件空爐升溫到1000±80℃，封頭與封頭防變型工裝固定后入爐，保證封頭入爐溫度≥850℃，入爐后隨爐加熱到固溶溫度1065℃±15℃，保溫時間30~45min后出爐迅速水冷。得到高強度鎳-鉬合金封頭。
文檔編號C22F1/10GK102787229SQ20121029937
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者張海峰, 經正霞, 趙魯, 鄧家愛, 齊騫 申請人:南京德邦金屬裝備工程股份有限公司