[發明專利]一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置及方法

在審

• 申請號: 202210406073.5
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114686646A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱江華;牟方勝;王坤;陳江榮
• 申請（專利權）人: 宜昌船舶柴油機有限公司
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00;C21D9/46;C21D11/00
• 代理公司: 宜昌市慧宜專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 42226
• 代理人: 彭婭

1.一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，它包括用于對整個不銹鋼結構件（1）進行裝夾固定的墊裝底板組件；

所述不銹鋼結構件（1）的外筒和內筒的底端外凸緣（2）分別通過多個均布的壓板組件固定在墊板底板組件的頂部；

所述不銹鋼結構件（1）通過墊板底板組件裝夾之后整體放置于專用固溶處理爐中，并進行相應的固溶熱處理。

2.根據權利要求1所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述墊板底板組件包括底板（8），所述底板（8）的頂部通過多塊均布的立板（6）固定安裝有頂板（7），頂板（7）的中心部位加工有第一中心孔（12），底板（8）的中心部位加工有第二中心孔（13）；頂板（7）的頂部，并位于第一中心孔（12）的外圍加工有用于對不銹鋼結構件（1）的內筒進行定位的內筒定位階梯（10）；

在內筒定位階梯（10）的內圈設置有均布的內圈螺紋孔（11），內圈螺紋孔（11）通過壓板組件對內筒進行固定；

所述內筒定位階梯（10）的外圈設置有均布的外圈螺紋孔（9），外圈螺紋孔（9）通過壓板組件對外筒進行固定。

3.根據權利要求2所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述立板（6）沿著底板（8）的徑向方向布置。

4.根據權利要求2所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述頂板（7）上，并位于內圈螺紋孔（11）和外圈螺紋孔（9）之間的部位呈環形均布加工有多個通氣孔（14）；且所述通氣孔（14）位于內筒和外筒之間。

5.根據權利要求1所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述壓板組件包括L型壓板（5），所述L型壓板（5）的頂板加工有螺栓孔（15），所述螺栓孔（15）內部穿過長螺栓（3），長螺栓（3）的底端通過螺紋固定連接在頂板（7）相應部位的內圈螺紋孔（11）和外圈螺紋孔（9）上；長螺栓（3）和L型壓板（5）之間設置有墊圈（4）。

6.根據權利要求1所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述專用固溶處理爐包括爐體，所述爐體采用圓柱形井式電阻爐，爐體外圍為爐體外殼（16），爐體外殼（16）采用鋼板制作，爐襯（18）為硅酸鋁纖維模塊，爐膛內側安裝加熱元件電阻帶，爐膛底部安裝耐熱鋼爐底板（22）；爐體頂部通過導向桿（19）升降安裝有爐蓋（17）；所述爐體與用于供氣的進氣裝置相連；所述爐體的底部設置有排氣裝置。

7.根據權利要求6所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述進氣裝置包括鼓風機（25），鼓風機（25）的出風口安裝有L型進氣管（21），L型進氣管（21）的豎直管上等間距布置有多根短管（26），每根短管（26）上都安裝有進氣閥（20），每根短管（26）的另一端與環形進氣管（27）相連，環形進氣管（27）環繞爐體的外圍布置，環形進氣管（27）的內側連接有多根均布的吹氣管（28），吹氣管（28）沿著爐膛的切向布置，并與爐膛內部相連通，保證吹氣方向與爐膛內側相切。

8.根據權利要求6所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述排氣裝置包括加工在耐熱鋼爐底板（22）中心部位的出氣孔，出氣孔部位連接有排氣管（23），排氣管（23）上安裝有排氣閥（24），排氣管（23）的末端與排氣豎管（29）相連。

9.根據權利要求6所述的一種大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理裝置，其特征在于，所述專用固溶處理爐分5區進行控溫，額定功率520KW，額定溫度1100℃，額定電壓380V，有效加熱區φ3000×1600，爐溫均勻性±10℃。

10.采用權利要求1-9任意一項所述固溶熱處理裝置進行大型薄壁不銹鋼結構件固溶熱處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，大型薄壁不銹鋼結構件的裝夾：將需要處理的不銹鋼結構件（1）的內筒和外筒依次通過多組壓板組件固定安裝在墊板底板組件的頂部；

步驟二，不銹鋼結構件（1）的整體吊裝入爐：將裝夾好的不銹鋼結構件（1）整體吊入專用固溶處理爐內，蓋上爐蓋，輸入固溶熱處理工藝；

步驟三，不銹鋼結構件（1）的初步加熱：開始加熱時，通過吹氣管（28）沿爐膛內側通入少量空氣，吹氣方向與爐膛內側相切，形成沿爐膛內側的環形氣流，環形氣流與爐膛內側布置的加熱元件進行熱交換后，環形氣流被加熱，將會向上方移動，形成螺旋上升的環形氣流，至爐頂后被反射，爐底安裝有排氣管，引導氣流向爐底移動排出爐外；待爐內氣氛流動時與不銹鋼結構件（1）的內筒、外筒同時進行熱交換，使不銹鋼結構件（1）加熱并使不銹鋼結構件（1）內外部均溫；并根據不銹鋼結構件（1）的內筒、外筒實際溫差調整進氣量，如果不銹鋼結構件（1）的內筒、外筒的溫差較大，應加大進氣量，加快爐內氣氛循環，以減少不銹鋼結構件（1）的內筒、外筒的溫差；

步驟四，不銹鋼結構件（1）的固溶熱處理：在加熱階段要快速加熱，以減少不銹鋼結構件（1）的氧化，從室溫至500℃，加熱速率為每小時200-300℃，從500℃至950℃，加熱速率為每小時175-275℃；從950℃加熱至保溫溫度1040±10℃加熱速率為每小時250-300℃；分別在500℃、950℃保持10-15分鐘，保證加熱時零件溫度盡量均勻，降低變形量；因零件板厚較薄，在保溫溫度1040±10℃僅要求保持30分鐘；

在冷卻階段要求控制冷卻速率，從保溫溫度1040±10℃至900℃冷卻速率為每小時160-170℃，從900℃至600℃要求快冷，以形成奧氏體組織，冷卻速率為每小時300-600℃，在30-60分鐘內完成；從600℃至室溫不再有組織轉變，就不再控制冷卻速率；

步驟五，不銹鋼結構件（1）的出爐冷卻：冷卻至600℃以下時，關閉加熱電源，關閉進氣管、排氣管，進行爐冷，保持溫度記錄儀表繼續工作，爐冷至200℃以下方可出爐；

步驟六，檢驗：待不銹鋼結構件（1）冷卻至室溫，打開工裝，檢驗變形量、金相組織、溫度記錄曲線是否符合要求，變形量要求2mm以下。