[發(fā)明專利]一種鋯材波紋管脹壓成型制作方法

無效

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• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103341523A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 高利霞;孫堯;趙孟歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京三邦金屬復合材料有限公司
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;C21D9/08;C21D1/68
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋯材波紋管的制作，尤其是鋯材波紋管脹壓成型制作工藝。

背景技術(shù)

設備和管道的熱補償技術(shù)是由各種補償器實現(xiàn)的，并且大多數(shù)采用波紋管膨脹節(jié)。波紋管膨脹節(jié)是由波紋管和其他結(jié)構(gòu)件組成，其中波紋管是柔性件，膨脹節(jié)的熱補償性能基本上是由波紋管決定的。波紋管已廣泛應用在各行業(yè)，由于工況條件各異，對補償器的結(jié)構(gòu)形式、性能等要求也各不相同。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對波紋補償器的材料性能也不斷提出新的要求。鋯、鈦等有色金屬材料有其獨特的耐腐蝕性，因此近幾年有色金屬波形膨脹節(jié)在工程上的應用也越來越多。但鋯材料本身的延伸率較低，塑性較差，成型困難，鋯制波紋管在制作過程中容易出現(xiàn)裂紋、尺寸偏差等質(zhì)量問題，成品率較低。

現(xiàn)有的鋯材波紋管制作方法，采用兩次熱處理的工藝并帶溫壓制成型：第一次熱處理是在管坯焊接完成后采用整體消應力、增加材料塑性的熱處理；第二次熱處理是在鋯材波紋管被壓制成型后，采用整體恢復材料性能熱處理的制作工藝，兩次熱處理均應在鋯材波紋管管坯內(nèi)外表面涂高溫防氧化膏，且在充滿惰性氣體、密封的電熱處理爐中進行。其制作工藝優(yōu)點突出，但是在波紋管成型過程中還是存在一定的問題，波峰、波谷會有一定的棱角，材料受力不均，導致材料延伸不均勻；焊接坡口及其兩側(cè)清潔不當，導致波紋管的脹成型質(zhì)量不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供了一種鋯材波紋管脹壓成型的制作工藝，保證鋯材波紋管成型后波峰、波谷圓滑過渡、無棱角、材料均勻延伸，且材料塑性更好、尺寸更精確、成品率更高、優(yōu)化了鋯材波紋管的脹壓成型質(zhì)量，有效的降低了鋯材對雜質(zhì)敏感性的問題。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種鋯材波紋管脹壓成型制作方法，在鋯材波紋管制作過程中，采用兩次熱處理并加熱脹壓成型：第一次熱處理是在鋯材波紋管管坯焊接完成后，采用整體消應力、增加材料塑性的熱處理；第二次熱處理是在鋯材波紋管被脹壓成型后，采用整體恢復材料性能的熱處理制作工藝；兩次熱處理均應在鋯材波紋管管坯內(nèi)外表面涂高溫防氧化膏，且在充滿惰性氣體、密封的電熱處理爐中進行；根據(jù)鋯材的厚度，脹壓前后兩次熱處理工藝參數(shù)是：第一次熱處理，在450℃～550℃的溫度范圍內(nèi)保溫1～2小時，隨爐冷卻；第二次熱處理，在500℃～600℃的溫度范圍內(nèi)保溫2～3小時，隨爐冷卻。

進一步的，加熱脹壓成型采用多次分步脹壓成型法，鋯材波紋管在多次分步脹壓成型過程中，單次脹壓量即變形量不超過5mm。

進一步的，在每兩次脹壓中間間隔過程中，增加管坯圓周方向的旋轉(zhuǎn)。

進一步的，成型之前的鋯材波紋管管坯焊接，采用自動氬弧焊，焊接用氬氣的純度不小于99.999%；焊接前4小時內(nèi)，焊接坡口及其兩側(cè)各50mm處用機械方法去除表面氧化膜，并用丙酮或乙醇清潔坡口兩側(cè)75mm的范圍，保證了波紋管成型前管坯的焊接質(zhì)量，優(yōu)化了鋯材波紋管的脹成型質(zhì)量，有效的降低了鋯材對雜質(zhì)敏感性的問題。

進一步的，加熱脹壓成型中的加熱是鋯材波紋管在脹壓成型過程中加熱至400℃～500℃的溫度范圍內(nèi)，保溫10min～30min，確保最終鋯材波紋管脹壓成型的溫度不低于300℃。

進一步的，鋯材波紋管在脹壓成型過程中溫度范圍可精確至450℃±20℃。

進一步的，鋯材波紋管制作過程中兩次熱處理：第一次熱處理的溫度范圍可精確至500℃±20℃；第二次熱處理的溫度范圍可精確至540℃±20℃。

進一步的，鋯材波紋管脹壓成型后，應在300±20℃的溫度范圍內(nèi)，保溫大約10min±5min，再拆除加熱裝置及脹壓成型模具。

進一步的，鋯材管坯熱處理之前，內(nèi)外表面均勻涂覆的高溫防氧化膏厚度不小于0.5μm，型號為KBC-15。

本發(fā)明的有益效果是：鋯材波紋管脹壓成型前后，合理的增加消應力熱處理工序，保證鋯材波紋管成型后波峰、波谷圓滑過渡、無棱角、材料均勻延伸、塑性更好；設計專用的脹壓成型設備及脹壓成型過程中的加熱裝置，并選擇合適的脹型工藝方法，使鋯材波紋管成型后尺寸更精確、成品率更高；鋯材波紋管管坯經(jīng)過合理的選擇焊接方法、焊接參數(shù)及焊接前的清潔處理，優(yōu)化了鋯材波紋管的脹成型質(zhì)量，有效的降低了鋯材對雜質(zhì)敏感性的問題。

附圖說明

圖1是鋯材波紋管脹壓成型制作工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式進行說明。