[發明專利]一種防止金屬板熱處理吸氣劣化與變形的方法

在審

• 申請號: 201710222254.1
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN108660304A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 陳明彪;劉文昌;苑輝;楊慶祥;張福成;李青山;金培鵬
• 申請（專利權）人: 青海大學
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種防止金屬板熱處理吸氣劣化與變形的方法，特殊之處：金屬板1片或數片相重疊貼合展平裝入開口金屬板袋后封閉，通過抽氣細管將氣體抽出達金屬板在預定熱處理工藝溫度不吸氣的真空度后密封，熱處理中不破損、泄漏，密封金屬板袋底部下面邊沿連接防變形架，入熱處理爐按預定工藝加熱，帶防變形架密封金屬板袋溫度按預定調為預定出爐溫度后出爐按預定方式冷卻；開口金屬板袋的開口內腔底部平面尺寸大于金屬板、上部高度適當大于金屬板厚，用薄軟金屬板制，帶通內腔抽氣細管；密封金屬板袋內腔上部、底部在真空度與大氣壓壓力差作用下，分別自動向密封金屬板袋內的金屬板上、下板面變形貼合。可防金屬板熱處理中吸氣而氧化或氫脆或氮化劣化與變形。

技術領域

本發明涉及一種防止金屬板熱處理吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化與變形的技術方法。

背景技術

各類易吸氣而氧化或氫脆或氮脆的金屬板在熱加工或使用中，通常都需要防止或不希望發生表面吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化與變形。各種鋼板、鈦合金板、鋯合金板、銅合金板、鎂合金板等金屬板在進行熱處理淬火或退火或正火或固溶或較高溫度回火的加熱及冷卻過程中，接觸到含氧氣、氫氣及氮氣的爐膛內氣體或爐外空氣時容易發生表板面吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化，快速加熱及接觸到冷卻介質而快速冷卻時，容易發生變形，從而影響其外觀及力學性能或工藝性能。金屬板在熱處理的加熱、冷卻過程中接觸到O₂或0^-2離子均可能發生表層吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化。已有的金屬板熱處理方法中，可能用來防止金屬板熱處理加熱過程中發生吸氣而氧化或氫脆或氮脆的有：采用中大型真空熱處理爐進行金屬板加熱退火，但是，或者只能進行金屬板退火處理，而不能直接進行金屬板正火或淬火或固溶處理；或者需要在完成金屬板的預定時間的加熱后，向真空熱處理爐內通入防吸氣而氧化或氫脆或氮脆性的惰性氣體等進行金屬板防吸氣保護及冷卻的控速降溫退火，但這這基本沒有也難以操作，而且有發生爆炸的危險。也可能采用惰性氣體等保護的熱處理加熱爐進行金屬板的熱處理加熱后，向由真空熱處理爐膛與金屬板出爐后轉移進入冷卻裝置的特設通道中，通入惰性氣體等保護氣體，對金屬板進行防吸氣而氧化或氫脆或氮脆保護，而進行金屬板的淬火或正火處理，但這基本沒有也難以實行。也可采用中大型可控氣氛熱處理加熱爐進行金屬板的淬火或正火或退熱處理的加熱，或者采用中大型真空熱處理爐進行金屬板真空退火處理。但是上述金屬板熱處理防吸氣而氧化或氫脆或氮脆的方法，其所需熱處理爐及輔助裝置的成本高，一般公司難以配備，熱處理的生產操作效率不高，而且不能防止金屬板在淬火冷卻過程中發生表面吸氣而氧化或氫脆或氮脆。另外一種方法是：在金屬板裝入普通中大型熱處理爐之前，往金屬表面上涂覆一層石墨粉劑等防吸氣而氧化或氫脆或氮脆涂料，但是防金屬板加熱吸氣的效果有限，而且，石墨粉會影響金屬板加熱后淬火或正火冷卻的效果及表面硬度均勻性。以上各種方法均不能防止金屬板在熱處理較快速加熱中及加熱后常規技術冷卻中的變形。一種現有方法是將表面吸氣而氧化或氫脆或氮脆的金屬板浸入酸液中進行酸洗去除吸氣而氧化層，但不能防止金屬板表層吸氣而劣化，成本高、效率低、污染環境。

2014年公布的一種淬火機發明專利涉及淬火板型控制方法：淬火冷卻裝置的20組噴嘴采用三段式相間分布、分段設置一定數量的噴水孔，控制淬火速度及淬火機組上輥系壓下量，合理控制各組噴嘴水量，可將鋼板的最大不平度控制在4-6mm之間^[1]。但這種方法不能防止被加熱及淬火的鋼板表面吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化。陳明彪等發明了一種將CC5083鋁合金冷軋板，置于預先在箱式熱處理爐中加熱到再結晶退火溫度的兩塊不銹鋼或銅厚板之間，使CC5083鋁合金冷軋板被快速加熱到再結晶退火溫度進行退火，以獲得等軸晶的方法及裝置。但不能防止合金板表面在加熱過程中接觸到爐膛氣體^[2]。

工業上及科研上需要一種使金屬板在普通熱處理爐內進行退火或淬火或正火或較高溫度回火或固溶加熱等熱處理加熱，并在出爐冷卻過程中不發生表面吸氣而氧化或氫脆或氮脆劣化與變形的方法。