[實用新型]用于鈦卷退火的臥式真空退火爐內的強制對流裝置

有效

• 申請號: 200920304657.1
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN201411479Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 李章珩;向午淵;劉建東;韓志強;覃靜麗
• 申請（專利權）人: 湖南湘投金天鈦金屬有限公司
• 主分類號: C21D9/54
• 分類號: C21D9/54;C21D1/26;C21D1/74;C22F1/18
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所
• 代理人: 趙靜華;寧星耀

技術領域

本實用新型涉及用于鈦卷成品退火的臥式真空退火爐內的強制對流裝置。

背景技術

由于鈦的化學性質活潑，在高溫下容易與空氣中的O、N、H等元素發生反應，在表面形成污染層，使合金的性能變差，強度和塑性降低，硬度增大，嚴重影響后續加工和使用。因此目前鈦卷的退火多采用真空加熱爐進行。但是現有真空退火加熱的加熱元件主要安裝在爐殼上，造成靠近爐殼的鈦卷外圈升溫速度快，溫度高，但是由于鈦的導熱性較差，其導熱系數只有0.041J/(cm·s·K)，比銅的導熱系數0.934J/(cm·s·K低得多，導致鈦卷內外圈溫差較大、加熱時間較長；真空退火后材料的性能嚴重不均。為了使鈦卷內圈的溫度達到工藝要求，必須在較高的溫度下長時間保溫，而外圈就長時間處于高溫狀態下，內部晶粒長大，導致內外圈組織相差較大，性能不均。目前采用真空退火爐處理的鈦卷的內外圈的晶粒度的差別在30~200μm，強度的差異在20~50MPa之間，對后續材料的使用和加工帶來不利的影響

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有真空加熱爐以上缺點，提供一種使鈦卷內外圈加熱均勻、可縮短加熱時間、提高加熱速度、提高退火質量，降低能耗的臥式真空退火爐內的強制對流裝置。

本實用新型的技術技術方案是：在臥式真空退火爐的爐壁上設有與外部惰性氣體連通的充氣系統，充氣系統分成二路，一路是裝有回填閥的主充氣系統，另一條是裝有充氣閥、微流量調節閥、壓力表的微充氣系統，在臥式真空退火爐內鈦卷卷心的上方設有由攪拌裝置帶動的葉輪。

所述攪拌裝置的數量與爐內鈦卷的卷數相同。

所述微流量調節閥自動調節爐內壓力在-10kPa～-5kPa的微負壓狀態。

所述葉輪為軸流式或攪拌式結構。

所述惰性氣體為氬氣或氦氣。

本實用新型的充氣系統向真空退火爐內充入惰性氣體，再通過鈦卷卷心上方葉輪的攪拌使惰性氣體在爐內循環，可以使鈦卷內外圈實現均勻加熱，使內外圈的溫差大大降低、使鈦卷內外圈的組織和性能趨于一致，提高了退火后產品的質量，也大大縮短了加熱時間，降低了生產成本和能耗。

附圖說明

附圖為本實用新型一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

實施例：

臥式真空退火爐1的爐壁2上設有與外部氬氣罐3連通的充氣系統，充氣系統分成二路，一路是裝有回填閥4的主充氣系統A，另一條是裝有充氣閥5、微流量調節閥6、壓力表7的微充氣系統B，在臥式真空退火爐內鈦卷卷心8的上方設有由攪拌裝置9帶動的葉輪10，所述攪拌裝置的數量與爐內鈦卷的卷數相同。

使用時，先將鈦卷卷心裝入爐后，爐體抽高真空，在高真空狀態下以一定的速度加熱至設定的低溫平臺400℃，關閉真空抽氣系統，打開回填閥4，向爐內充入干燥高純Ar氣，并用回填閥自帶的壓力控制器對氣體回填壓力進行設定，當爐內壓力升到設定壓力-0.03MPa時回填閥將自動關閉。打開攪拌裝置9，使Ar氣在爐內進行循環，并在低溫平臺保溫一定的時間，使內外圈的溫度趨于一致。

保溫4h后，繼續加熱，隨著溫度的升高，爐內的壓力也不斷增大，為了保證爐內壓力維持在微負壓氣氛狀態，工件在微負壓氣氛狀態下繼續按預定曲線加熱至630℃，在加熱和保溫過程中始終打開充氣閥、微流量調節閥和攪拌裝置，微充氣系統自動調節爐內壓力在-10kPa～-5kPa(表壓)的微負壓狀態，通過安裝在鈦卷卷心8的上方的葉輪10旋轉使Ar氣在爐內進行循環，保溫一定的時間，使內外圈的溫度趨于一致使爐內鈦卷的溫度趨于一致。保溫結束后，關閉加熱系統，冷卻，出爐。退火完成后，鈦卷內外圈的晶粒度相差20μm，強度的差異在15MPa，較未進行工藝氣體強制對流循環的鈦卷的組織和性能均勻。