钛制品退火方法技术

本发明专利技术涉及退火技术领域，提供一种钛制品退火方法，包括：预处理步骤，将钛制品放置于真空炉，对所述真空炉依次进行第一次抽真空、第一阶段惰性气体通入和第二次抽真空，所述第一阶段惰性气体通入结束后所述真空炉内的气压低于大气压；加热步骤，对所述钛制品进行加热，并分阶段保温，在第二保温阶段和第三保温阶段之间的第三加热阶段，对所述真空炉内进行多次惰性气体通入，所述第一保温阶段和第二保温阶段对应氢气分解阶段。该钛制品退火方法可以缩短退火周期，减少了钛制品内外部温度的不均匀性，缩小钛制品的组织性能差异。且当钛制品为钛卷的情况下，有助于缓解圈层与圈层之间的粘结。

【技术实现步骤摘要】
钛制品退火方法
本专利技术涉及退火
，尤其涉及钛制品退火方法。
技术介绍
钛及钛合金在高温下性质活泼，易与碳、氧、氮、氢等化合，所以钛及钛合金的退火工艺对退火环境的真空度要求很高。工艺生产中一般采用真空退火对钛及钛合金的工件(以下称之为钛制品)进行成品退火。请参见图1和图2，传统技术采用真空炉对钛卷(也可以为钛合金板材或者其他钛制品)进行退火，在真空状态下采用加热元件通电加热散发热量，散发的热量通过反射屏反射到钛卷上使钛卷受热，类似太阳光照射地面。结合图2可知真空退火时热量的传递方式全部靠真空辐射，而辐射热量跟热源与钛卷的距离的平方成反比，热源与钛卷的距离越远，得到的热量越少。因此放在真空炉中的钛卷，由于空间摆放的关系，钛卷各部分例如钛卷的顶面、外周面或者底面与热源的距离不一致，导致离热源近的部位温升快而离热源远的部位温升慢。并且，由于真空退火时热传导形式主要是辐射进而传导效率较低，再加上钛的热传导系数较低，为了保证钛卷的内圈层和外圈层之间的温差在一定的温度范围内，退火时需要考虑一定的温度停留，由此生产周期相应增长，一般真空炉内的钛卷生产周期为5天。此外，对钛卷进行加热和保温的过程中，钛卷处于真空状态，真空状态下没有气体分子的对流，由于钛卷层与层之间存在卷取张力，加上温度的作用，尤其超过630℃(摄氏度)的情况下，钛卷的圈层与圈层之间的粘接现象比较严重。最后，钛卷内部均匀性较差，保温初期钛卷内圈层与外圈层的温差可以达到135℃，由此导致钛卷的内圈层和外圈层的组织性能差异较大。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种钛制品退火方法，其可以缩短退火周期、避免粘接以及不同部分组织性能差异较大的问题。根据本专利技术实施例的钛制品退火方法，预处理步骤，将钛制品放置于真空炉，对所述真空炉依次进行第一次抽真空、第一阶段惰性气体通入和第二次抽真空，所述第一阶段惰性气体通入结束后所述真空炉内的气压低于大气压；加热步骤，对所述钛制品进行加热，并分阶段保温，所述加热步骤至少包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加热阶段，以及位于所述第一加热阶段之后的第一保温阶段、位于所述第二加热阶段之后的第二保温阶段和位于所述第三加热阶段之后的第三保温阶段，在所述第三加热阶段对所述真空炉内进行第二阶段惰性气体通入，且所述第二阶段惰性气体通入分多次，所述第一保温阶段和所述第二保温阶段对应氢气分解阶段。根据本专利技术实施例的钛制品退火方法，预处理步骤当中，通过抽真空-充惰性气体-抽真空的方式降低加热步骤前真空炉内残余氧含量，并缩短预处理步骤中抽真空的时间，进而缩短整个退火处理过程的周期。此外，在第二保温阶段之后通入惰性气体，而第一保温阶段和第二保温阶段对应氢气分解阶段，进而可以在退火过程中实现脱氢；而在氢气大致分解完之后通入惰性气体，可以避免钛制品和氢气再次反应，保证脱氢的效果。并且，在第三加热阶段通入惰性气体，可以提高真空炉内的热传导效率从而来缩短保温阶段的时长，减少了钛制品内外部温度的不均匀性，缩小了钛制品的组织性能差异。同时，当钛制品为钛卷的情况下，高温状态下真空炉内部的惰性气体分子运动加强，这部分惰性气体分子进入钛卷的各个圈层之间的界面，有助于缓解圈层与圈层之间的粘结。根据本专利技术的一个实施例，所述第二阶段惰性气体通入在三个时间点分三次通入。根据本专利技术的一个实施例，还包括：降温步骤，对所述真空炉内的钛制品进行冷却降温。根据本专利技术的一个实施例，所述降温步骤中对所述真空炉进行第三阶段惰性气体通入。根据本专利技术的一个实施例，所述第三阶段惰性气体通入结束时所述真空炉内的第三气压大于所述第一阶段惰性气体通入结束时所述真空炉内的第一气压以及所述第二阶段惰性气体通入结束时所述真空炉内的第二气压，且所述第三气压小于大气压。根据本专利技术的一个实施例，采用搅拌风机对所述真空炉进行第三阶段惰性气体循环搅拌。根据本专利技术的一个实施例，所述第一保温阶段的温度低于所述第二保温阶段的温度，且所述第二保温阶段的温度低于所述第三保温阶段的温度。根据本专利技术的一个实施例，所述第三保温阶段对应所述真空炉的最高加热温度。根据本专利技术的一个实施例，所述第一阶段惰性气体通入结束时所述真空炉内的第一气压为0.7～0.8个大气压，所述第二阶段惰性气体通入结束时所述真空炉内的第二气压为0.7～0.8个大气压。根据本专利技术的一个实施例，所述惰性气体为氩气。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术的真空炉的工作状态示意图；图2是现有技术的钛卷的加热原理示意图；图3是利用真空炉进行钛制品退火的工艺图，其中，冷却步骤进行气体回填；图4是利用真空炉进行钛制品退火的工艺图，其中，预处理步骤和加热步骤通入惰性气体，且冷却步骤进行气体回填；图5是本专利技术实施例的钛制品退火方法制备得到的晶粒的晶相图；附图标记：1、真空炉；2、钛卷。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛制品退火方法，其特征在于，包括：/n预处理步骤，将钛制品放置于真空炉，对所述真空炉依次进行第一次抽真空、第一阶段惰性气体通入和第二次抽真空，所述第一阶段惰性气体通入结束后所述真空炉内的气压低于大气压；/n加热步骤，对所述钛制品进行加热，并分阶段保温，所述加热步骤至少包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加热阶段，以及位于所述第一加热阶段之后的第一保温阶段、位于所述第二加热阶段之后的第二保温阶段和位于所述第三加热阶段之后的第三保温阶段，在所述第三加热阶段对所述真空炉内进行第二阶段惰性气体通入，且所述第二阶段惰性气体通入分多次，所述第一保温阶段和所述第二保温阶段对应氢气分解阶段。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛制品退火方法，其特征在于，包括：
预处理步骤，将钛制品放置于真空炉，对所述真空炉依次进行第一次抽真空、第一阶段惰性气体通入和第二次抽真空，所述第一阶段惰性气体通入结束后所述真空炉内的气压低于大气压；
加热步骤，对所述钛制品进行加热，并分阶段保温，所述加热步骤至少包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加热阶段，以及位于所述第一加热阶段之后的第一保温阶段、位于所述第二加热阶段之后的第二保温阶段和位于所述第三加热阶段之后的第三保温阶段，在所述第三加热阶段对所述真空炉内进行第二阶段惰性气体通入，且所述第二阶段惰性气体通入分多次，所述第一保温阶段和所述第二保温阶段对应氢气分解阶段。


2.根据权利要求1所述的钛制品退火方法，其特征在于，所述第二阶段惰性气体通入在三个时间点分三次通入。


3.根据权利要求1所述的钛制品退火方法，其特征在于，还包括：
降温步骤，对所述真空炉内的钛制品进行冷却降温。


4.根据权利要求3所述的钛制品退火方法，其特征在于，所述降温步骤中对所述真空炉进行第三阶段惰性气体通入。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，秦剑，钟军，杜菲菲，郭方慧，高莹，李泽浩，郭新虎，
申请(专利权)人：沈阳中钛装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21