大容量輕型高壓氣瓶的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種大容量輕型高壓氣瓶的制備方法，屬于壓力容器領域。本發明采用電爐冶煉、真空精煉、電渣重熔法精煉得到38CrNi3MoV鋼錠；經1250℃～1300℃均質化擴散退火，利用垂直擠壓機擠壓成鋼管毛坯，鋼管毛坯進行奧氏體化后緩冷至650±10℃等溫退火，經過鏜孔、車外圓機加工，熱處理調質，制成工作壓力≤40MPa，海水腐蝕環境下使用的氣瓶.。本發明所制備的氣瓶，熱處理后有較高的強度和沖擊韌性水平，Rp0.2≥980MPa,Rm≥1130MPa,Z,≥50%,-20℃Akv≥70J,-50℃Akv≥65J,綜合性能完全滿足輕型高壓氣瓶的技術要求。
【專利說明】大容量輕型高壓氣瓶的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種大容量輕型高壓氣瓶的制備方法，屬于壓力容器領域。

【背景技術】
[0002] 目前，一些特殊環境所用的高壓氣瓶，冶煉采用采用電弧爐加爐外精煉并經真空 精煉處理，或氧氣轉爐加爐外精煉并經真空精煉處理，鋼管成型一般采用熱軋(擴）或熱軋 (擴)+冷拔無縫方法制造，最大工作壓力< 30MPa。而某些用戶需要在更苛刻的條件下使用 的大直徑輕型高壓氣瓶，工作壓力< 40MPa，海水腐蝕環境下使用。按照現有工藝，其性能滿 足不了這種大直徑輕型高壓氣瓶技術要求。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種材料純凈度高、幾何尺寸精度高、綜合力學性能高，能 夠滿足特殊環境下使用的大容量輕型高壓氣瓶的制備方法。
[0004] 技術解決方案 本發明包括如下方法步驟： 1、選用鋼號及化學成分控制 選用鋼號為38CrNi3MoV鋼，其化學成分控制按質量量百分比計包括：C-0. 33?0. 40%， Μη-〇· 27 ?0· 47%，Si-0. 17 ?0· 37%，Cr-1. 20 ?1. 45%，Ni-3. 00 ?3. 50%，Μ〇-0· 35 ? 0· 45%，V-0. 10 ?0· 15%，W 彡 0· 20%，Cu 彡 0· 20%，Ti 彡 0· 020%，。
[0005] 2、脫氧 1)真空碳脫氧：在精煉前首先將鋼水溫度加熱到1680?1700°C，隨后在67MPa真空度 下，采用大吹氬強度法，吹氬強度控制為21?23Nm3/h，進行15?20分鐘的真空碳脫氧工 藝脫氧；減少沉淀脫氧生成的氧化物夾雜。
[0006] 2)復合脫氧劑脫氧：真空碳脫氧結束后在真空狀態下每噸鋼中加入0. 3?0. 5kg 硅鋁鈣鋇復合脫氧劑進行脫氧。
[0007] 3)擴善脫氧：形成白渣后每隔10?20分鐘向熔融鋼液中加入電石、硅鐵粉、或磚 粉進行擴散脫氧。每噸鋼中加入量為：電石〇. 8?0. 9kg，硅鐵粉0. 3?0. 5kg，鋁粉0. 4? 0. 5kg，將鋼中全氧含量控制彡15PPm，按GB10561評級各類各系夾雜物之和彡2. 0級； 3、電渣重熔 步驟2)得到的電極坯進行電渣重熔。重熔過程采用低電流高電壓，電流為14000A? 15000A，電壓為90V?93V，形成淺熔池。
[0008] 4、閉式鐓粗+反擠壓沖孔 步驟3)得到的電渣錠在室式加熱爐中加熱至1270-1290°C，去除鋼錠表面氧化皮， 噴涂玻璃潤滑劑后在制坯壓機進行閉式鐓粗，鐓粗比1. 3~2. 0,反擠壓沖孔，穿孔比達到 1.2~1.8,制成空心坯料； 5、擠壓成型 步驟4)得到的坯料重新加熱至1270-1290°C，均質化擴散退火20?30小時后，去除空 心坯表面氧化皮，噴涂玻璃潤滑劑后在擠壓機上將空心坯擠壓成管坯，擠壓速度30-40mm/ s，擠壓比彡6 ; 6、 退火 步驟5)得到的管坯奧氏體化后緩冷至650± 10°C等溫退火，退火時間40-60小時，得到 平衡態的珠光體+鐵素體組織； 7、 機加工 步驟6)得到的鋼管毛坯經過鏜孔、車外圓機加工，得到外徑公差230-600 mm ±0. 5% ;壁厚1 2?3 0 mm、壁厚公差0?+0· 3 mm的鋼管； 8、 熱處理 步驟7)得到的鋼管按照氣瓶制造工藝旋壓收口，再經過調質熱處理。
[0009] 發明的效果 1) 材料采用以電爐冶煉、真空碳脫氧技術精煉、電渣重熔的38CrNi3M〇V鋼制作。具有 高的純凈度、低的有害元素含量和氣體含量。
[0010] 2)電渣重熔后的鋼錠經過加熱、擠壓機制坯、均質化擴散退火、垂直擠壓法擠壓、 奧氏體化后等溫退火工藝制坯，可有效提高鋼的致密度、均勻性，改善各向異性，顯著細化 晶粒。
[0011] 3)管坯經過車外圓、鏜內孔的機加工，具有良好的幾何尺寸精度和表面質量。
[0012] 4)熱處理后有較高的強度和沖擊韌性水平，RpO. 2彡980MPa，Rm彡1130 MPa, Z，> 50%，-20°C Akv > 70J，-50°C Akv > 65J，制得的氣瓶綜合性能完全滿足輕型高壓氣瓶 的技術要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明工藝流程圖。 實施例
[0014] 1)采用采用電爐冶煉、真空碳脫氧精煉、電渣重熔得到38CrNi3M〇V鋼錠；其化學 成分見表1 :

【權利要求】
1.大容量輕型高壓氣瓶的制備方法，其特征在于，制備方法包括如下步驟： 1) 選用鋼號及化學成分控制 選用鋼號為38CrNi3M〇V鋼，其主要化學成分控制按質量量百分比計包括：C-0. 33? 0· 40%，Μη-〇· 27 ?0· 47%，Si-0. 17 ?0· 37%，Cr-1. 20 ?1. 45%，Ni-3. 00 ?3. 50%， Μ〇-0· 35 ?0· 45%，V-0. 10 ?0· 15%，W 彡 0· 20%，Cu 彡 0· 20%，Ti 彡 0· 020% ; 2) 脫氧 a)真空碳脫氧：在精煉前首先將鋼水溫度加熱到1680?1700°C，隨后在67MPa真空度 下，采用大吹氬強度法，吹氬強度控制為21?23Nm3/h，進行15?20分鐘的真空碳脫氧工 藝脫氧； b)復合脫氧劑脫氧：真空碳脫氧結束后在真空狀態下每噸鋼中加入0. 3?0. 5kg硅 鋁鈣鋇復合脫氧劑進行脫氧； c)擴善脫氧：形成白渣后每隔10?20分鐘向熔融鋼液中加入電石、硅鐵粉、或鋁粉 進行擴散脫氧；每噸鋼中加入量為：電石〇. 8?0. 9kg，硅鐵粉0. 3?0. 5kg，鋁粉0. 4? 0. 5kg，將鋼中全氧含量控制彡15PPm，按GB10561評級各類各系夾雜物之和彡2. 0級； 3) 電渣重熔 步驟2)得到的電極坯進行電渣重熔；重熔過程采用低電流高電壓，電流為14000A? 15000A，電壓為90V?93V，形成淺熔池； 4) 閉式鐓粗+反擠壓沖孔 步驟3)得到的電渣錠在室式加熱爐中加熱至1270-1290°C，去除鋼錠表面氧化皮， 噴涂玻璃潤滑劑后在制坯壓機進行閉式鐓粗，鐓粗比1. 3~2. 0,反擠壓沖孔，穿孔比達到 1.2~1.8,制成空心坯料； 5) 擠壓成型 步驟4)得到的坯料重新加熱至1270-1290°C，均質化擴散退火20?30小時后，去除空 心坯表面氧化皮，噴涂玻璃潤滑劑后在擠壓機上將空心坯擠壓成管坯，擠壓速度30-40mm/ s，擠壓比彡6 ; 6) 退火 步驟5)得到的管坯奧氏體化后緩冷至650± 10°C等溫退火，退火時間40-60小時，得到 平衡態的珠光體+鐵素體組織； 7) 機加工 步驟6)得到的鋼管毛坯經過鏜孔、車外圓機加工，得到外徑公差230-600 mm ±0. 5% ;壁厚1 2?3 0 mm、壁厚公差0?+0· 3 mm的鋼管； 8) 熱處理 步驟7)得到的鋼管按照氣瓶制造工藝旋壓收口，再經過調質熱處理，制成工作壓力 彡40MPa，海水腐蝕環境下使用的氣瓶·氣瓶力學性能：RpO. 2彡980MPa，Rm彡1130 MPa, Z, ^ 50%, -20 °C Akv ^ 70J, -50 °C Akv ^ 65J〇
【文檔編號】C22C38/46GK104152807SQ201410376301
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月3日 優先權日:2014年8月3日
【發明者】李連貴, 雷丙旺, 胡永平, 周仲成, 李寶臣, 石寶鳳, 白箴, 任勝利, 劉海江 申請人:內蒙古北方重工業集團有限公司