一种钛合金油管的热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种钛合金油管的热处理方法，该热处理方法包括淬火炉再结晶退火、空冷通过淬火装置、回火炉保温、矫直和冷却。该方法利用现有小口径钢管步进式连续淬回火炉及热矫生产线对钛合金油管进行热处理和矫直，一次性处理后其性能与直线度极难兼得的难题被解决；再以成熟的喷砂+酸洗工艺解决因此产生的氧化层及渗氧层，形成钛合金油管高效率批量生产的热处理工艺。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该热处理方法包括淬火炉再结晶退火、空冷通过淬火装置、回火炉保温、矫直和冷却。该方法利用现有小口径钢管步进式连续淬回火炉及热矫生产线对钛合金油管进行热处理和矫直，一次性处理后其性能与直线度极难兼得的难题被解决；再以成熟的喷砂+酸洗工艺解决因此产生的氧化层及渗氧层，形成钛合金油管高效率批量生产的热处理工艺。【专利说明】【
】本专利技术涉及。【
技术介绍
】钛合金油管一般外径为Φ60.3~114.3_，壁厚为4.83~6.88mm,长度9.2~9.5米，热处理工艺为900~920°C加热保温后空冷，要求矫直后弯曲度不超过1.3mm/M,以保证丝扣加工与1067mm通径棒全长内通合格。油管规格相对单一，但需要的批量较大。现在小口径钛合金管热处理一般在真空退火炉和辊底式保护性气氛炉进行。由于是小口径薄壁细长管材,真空退火炉成捆处理,处理后管材弯曲度大,成本高,后续热矫直困难；辊底式保护性气氛炉需要专门的惰性气体如氩气来作保护气体，成本极高，同样热处理后弯曲度大，也会遇到后续热矫直的难题。T95、PllO及以上级别的油管强度高、塑性相对较差，只能以600~650°C热矫直；钛合金管热容量低，加热后运输至矫直机的过程中温降快，为保矫直温度，无法再用真空退火炉和辊底式保护气氛炉，只能用临近矫直机的加热炉进行加热，且必须提高加热温度来弥补过程温降，必然产生新的氧化和烧损。由于以上原因，钛合金油管的热处理及矫直成为一大难题。【
技术实现思路
】 本专利技术的目的是提供。本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术提供了，该热处理方法的步骤如下:A、淬火炉再结晶退火将钛合金油管置于步进式连续淬火炉中在加热时间25~40min加热至900~920°C并在该温度下保温进行再结晶退火处理，保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5~3分钟；其中所述的步进式连续淬火炉采用天然气进行加热、空燃比为11~13:1 ;B、空冷通过淬火装置经淬火炉再结晶退火后的钛合金油管在时间95~106s空冷通过冷却水关闭的淬火装置，温度降至700~730°C后进入步进式连续回火炉；C、回火炉保温进入步进式连续回火炉的钛合金油管在温度700~720°C保温至少15min，其中所述的步进式连续回火炉采用天然气进行加热、空燃比为11~13:1 ;D、矫直将步进式连续回火炉出炉后的钛合金油管输送至矫直机在矫直温度600~650 °C、压下量5~6%下进行矫直；E、冷却将矫直后的钛合金油管快速传送至反向链式冷床旋转冷却至室温即得到所述的钛合金油管。根据本专利技术的优选实施例，步骤A中所述的保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5 ~2.8min。根据本专利技术的优选实施例，步骤C中进入步进式连续回火炉的钛合金油管在温度700~720°C保温，保温时间为15~50min。根据本专利技术的优选实施例，所述的步进式连续淬火炉炉内为残氧量的体积浓度2~6%的微氧化性气氛。根据本专利技术的优选实施例，热处理前的钛合金油管为冷轧钛合金油管。根据本专利技术的优选实施例，所述的步进式连续淬火炉采用天然气进行加热、空燃比为12:1。根据本专利技术的优选实施例，所述的步进式连续回火炉采用天然气进行加热、空燃比为12:1。本专利技术还提供了所述的热处理后的钛合金油管，该钛合金油管具有以下特性:屈服轻度810~835MPa ;抗张强度895~930MPa ；5X100°C V形冲击功31.8~33.7J。下面对本专利技术作进一步的说明。本专利技术提供了，该热处理方法的步骤如下:A、淬火炉再结晶退火将钛合金油管置于步进式连续淬火炉中在加热时间25~40min加热至900~920°C并在该温度下保温进行再结晶退火处理，保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5~3分钟；其中所述的步进式连续淬火炉采用天然气进行加热、空燃比为11~13:1 ;步进式连续淬火炉和步进式连续回火炉的设计是根据轧管厂生产线来设计建造的炉子，该类炉子的特点是管材在炉内步进横移，纵向快速进出炉。本专利技术采用由中冶东方工程技术有限公司为攀钢集团成都钢钒有限公司设计的步进式连续淬回火炉，该步进式连续淬回火炉包括步进式连续淬火炉、淬火装置和步进式连续回火炉，并且在步进式连续回火炉后连线配有热矫直机。步进式炉的步进周期就是管材在炉内横移一齿的时间；对同一炉子而言，步进周期不同则管材的在炉时间不同，也即决定了该批管材在炉内的加热时间，含升温与保温时间；热处理中一个重要的参数是保温时间，热处理工艺确定保温时间后就要根据所用步进式炉的特点，测算要处理管材的升温时间和保温时间，再除以该炉的齿数，综合后即能测算出该管材在所用步进炉处理的步进周期。由于钛合金管导热性较钢管差，钛合金管在淬火炉中的加热时间较钢管的长，在步进式连续淬火炉的升温速率一般小于0.6°C /S，因此本专利技术中钛合金油管置于步进式连续淬火炉在加热时间25~40min加热至900~920°C。本专利技术的钛合金油管是冷轧管，需要在900~920°C进行再结晶退火以完全消除冷轧的加工硬化，细化晶粒以得到较好的综合性能。步骤A中将钛合金油管置于步进式连续淬火炉中在加热时间25~40min加热至900~920°C并在该温度下保温进行再结晶退火处理，保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5~3分钟，当保温时间小于按管材壁厚每毫米保温2.5min，则再结晶不充分，性能稳定性较差；当保温时间大于按管材壁厚每毫米保温3min，则会出现晶粒变大，延伸率与冲击功指标偏低，因此钛合金油管在温度900~920°C下保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5~3min是合理的。根据本专利技术的优选实施方式，步骤A中所述的保温时间按管材壁厚每毫米保温 2.5 ~2.8min。步进式连续淬火炉和步进式连续回火炉均采用天然气进行加热、空燃比为11~13:1，是由于天然气的成分相对单一，燃烧后的烟气成分为二氧化碳、氮气和氧气，可避免氢气与钛合金发生反应而氢脆。同时空燃比为11~13:1可将烟气中残氧量的体积浓度控制在2~6 %的微氧化性气氛，可避免热处理过程中吸氢而氢脆。钛合金氧化层和渗氧层容易去除，而吸氢后则会在后续矫直中影响管材质量，且难以解决。根据本专利技术的优选实施方式，所述的步进式连续淬火炉采用天然气进行加热、空燃比为12:1。B、空冷通过淬火装置经淬火炉再结晶退火后的钛合金油管在时间95~106s空冷通过冷却水关闭的淬火装置，温度降至700~730°C后进入步进式连续回火炉；步进式连续淬回火炉生产线上的淬火装置当成连接淬火炉与回火炉的结晶，所有冷却水关闭，压管器与升降翻板抬起，管材出淬火炉后在时间95~106s通过淬火装置进回火炉。空过淬火装置是利用现有调质热处理线的既有装置，为回火炉提供了具有较高温度的管材，实现回火炉的中高温热装料工艺，其只须用小火、低燃耗即可使管材均温保温达到矫直温度，节能效果显著。钛合金油管从步进式连续淬火炉出炉后快速通过淬火装置进入步进式连续回火炉中，淬火装置中关闭冷却水，钛合金油管在空气中通过，可以保证进入回火炉时管材温降较小。C、回火炉保温进入步进式连续回火炉的钛合金油管在温度700~720°C保温至少15min，其中所述的步进式连续回火炉采用天然气进行加热、空燃比为11~13:1 ;根据本专利技术的优选实施方式，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金油管的热处理方法，其特征在于该热处理方法的步骤如下：A、淬火炉再结晶退火将钛合金油管置于步进式连续淬火炉中在加热时间25～40min加热至900～920℃并在该温度下保温进行再结晶退火处理，保温时间按管材壁厚每毫米保温2.5～3min；其中所述的步进式连续淬火炉采用天然气进行加热、空燃比为11～13:1；B、空冷通过淬火装置经淬火炉再结晶退火后的钛合金油管在时间95～106s空冷通过冷却水关闭的淬火装置，温度降至700～730℃后进入步进式连续回火炉；C、回火炉保温进入步进式连续回火炉的钛合金油管在温度700～720℃保温至少15min，其中所述的步进式连续回火炉采用天然气进行加热、空燃比为11～13:1；D、矫直将步进式连续回火炉出炉后的钛合金油管输送至矫直机在矫直温度600～650℃、压下量5～6％下进行矫直；E、冷却将矫直后的钛合金油管快速传送至反向链式冷床旋转冷却至室温即得到所述的钛合金油管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹友富，边华川，郭元蓉，江健，刘波，黄英，张凯之，王容成，杨旭，曾理，冯庆，彭海龙，
申请(专利权)人：攀钢集团成都钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51