一种锆-铌合金板簧的制备方法技术

本发明专利技术属于板簧加工技术领域，具体公开了一种锆‑铌合金板簧的制备方法，用于解决锆‑铌合金硬度和强度低及耐磨性差的技术问题。该制备方法包括步骤：对锆、铌原料进行混合熔炼，得到锆‑铌合金；将所述锆‑铌合金锻压或轧制成板材，并对所述板材进行再结晶退火，得到板材坯料；将所述板材坯料加工成板簧毛坯；对所述板簧毛坯进行抛光处理，得到抛光板簧毛坯；对所述抛光板簧毛坯依次进行固溶处理和时效处理，得到板簧粗坯；对所述板簧粗坯进行表面精整处理，即得锆‑铌合金板簧。本发明专利技术提供的锆‑铌合金板簧的制备方法，通过对固溶淬火处理和时效处理的温度、时间等工艺参数的控制，实现了对锆‑铌合金板簧的力学性能和耐磨性能的增强。

【技术实现步骤摘要】
一种锆-铌合金板簧的制备方法
本申请实施例涉及板簧加工
，尤其涉及一种锆-铌合金板簧的制备方法。
技术介绍
板簧具有安装空间小、刚度大、行程短以及缓冲弹力大等特点，在化工阀门领域应用广泛。由于化工阀门通常应用于化工领域的苛刻环境中，板簧是化工阀门的关键部件，其材料既要具有优良的抗腐蚀性能，又要具备板簧所要求的力学性能，所以需要制备抗腐蚀性能良好且力学性能优异的板簧，以满足化工阀门的性能要求。锆及锆合金在诸多酸、碱介质中表现出优异的抗腐蚀性能，可作为抗腐蚀结构材料用于加工化工阀门。板簧作为化工阀门的关键部件，其与化工阀门的整体抗腐蚀性能与材料应当保持一致，即锆及锆合金阀门需要匹配锆合金板簧。但是，锆合金存在耐磨性差以及硬度和强度低的问题，用于制备板簧难以满足抗酸碱腐蚀性能以及硬度、强度等力学性能的要求。同时，化工阀门的口径规格种类较多，生产企业需要根据规格需求订购板簧，容易造成指定规格种类的采购量小，导致板簧的采购难度大且费用高。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种锆-铌合金板簧的制备方法，解决了锆合金板簧耐磨性差以及硬度和强度低的技术问题。为了实现上述技术目的，本申请实施例采用的技术方案是：第一方面，本申请实施例提供的一种锆-铌合金板簧的制备方法，其包括如下步骤：对锆、铌原料进行混合熔炼，得到锆-铌合金；将所述锆-铌合金锻压或轧制成板材，并对所述板材进行再结晶退火，得到板材坯料；将所述板材坯料加工成板簧毛坯；对所述板簧毛坯进行抛光处理，得到抛光板簧毛坯；对所述抛光板簧毛坯依次进行固溶处理、时效处理，得到板簧粗坯；对所述板簧粗坯进行表面精整处理，即得锆-铌合金板簧。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述对所述板簧毛坯进行抛光处理包括：将所述板簧毛坯的上表面和下表面抛光处理至Ra为0.4-0.8。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，在实施所述固溶处理之前，还包括：将所述抛光板簧毛坯装配在板簧专用凹凸复合工装模具中，以防止所述抛光板簧毛坯在热处理过程中发生变形。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述固溶处理的温度为870-930℃，时间为30-40min。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述固溶处理的温度为870℃，时间为30min。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述时效处理的温度为450-500℃，时间为45-60min。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述时效处理的温度为450℃，时间为60min。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述板簧专用凹凸复合工装模具包括下模具和上模具；所述下模具位于上模具的下方，所述下模具靠近所述上模具的端部开设有凹槽，且所述下模具设有贯穿所述凹槽的第一导流孔；所述上模具靠近所述下模具的端部设有凸台，且所述上模具设有贯穿所述凸台的第二导流孔；在合模状态下，所述凸台嵌入所述凹槽内并与所述凹槽之间形成模腔，所述模腔内能够安装板簧模具。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，所述上模具开设有贯穿其上、下两个端面的第一通孔，所述第一通孔内壁形成有内螺纹；所述下模具开设有贯穿其上端面的第二通孔，所述第二通孔内壁形成有内螺纹；在合模状态下，所述第一通孔与所述第二通孔连通。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，在实施所述表面精整处理之前，还包括：对所述板簧粗坯进行表面预氧化处理，以使所述板簧粗坯的硬度达到220-275HB。结合第一方面，作为本申请实施例的进一步改进，在实施表面预氧化处理之后，所述板簧粗坯的硬度为220-275HB。第二方面，在所述锆-铌合金板簧的制备方法的研究基础上，本申请实施例还提供了一种用于制备板簧的锆-铌合金，以重量百分比为计量基准，所述锆-铌合金由以下组分制备成：锆97-98％；铌2-3％。结合第二方面，在本申请实施例的一些可能的实施方案中，所述锆-铌合金由98％的锆组分和2％的铌组分制备成。结合第二方面，在本申请实施例的一些可能的实施方案中，所述锆-铌合金由97％的锆组分和3％的铌组分制备成。结合第二方面，在本申请实施例的一些可能的实施方案中，所述锆-铌合金由97.5％的锆组分和2.5％的铌组分制备成。与现有技术相比，本申请实施例的有益效果或优点包括：本申请实施例提供的锆-铌合金板簧的制备方法，以锆-铌合金为原料锻压或轧制成型板材之后，对板材进行再结晶退火并加工成板簧毛坯，再对板簧毛坯进行抛光处理、固溶处理和时效处理，从而提高了锆-铌合金板簧的硬度、强度等力学性能、耐磨性能以及抗腐蚀性能。本申请实施例提供的锆-铌合金板簧的制备方法，通过对固溶淬火和时效处理的温度、时间等工艺参数的控制，实现了对板簧的力学性能、耐磨性能和抗腐蚀性能的增强。测试结果显示，本申请实施例制备的锆-铌合金板簧，其布氏硬度达到220-275HB，压缩1.18mm的弹力达到1465-1794N，压缩1.57mm的弹力达到2136-2687N；特别是其表面形成的氧化膜厚度达到109μm，从而显著改善了板簧的耐磨性能和抗酸碱腐蚀性能。综合上述，本申请实施例提供的锆-铌合金板簧的制备方法，不仅能够明显提高锆-铌合金板簧的强度和弹性等力学性能，而且能够提高锆-铌合金板簧的耐磨性和抗腐蚀性能。同时，该制备方法的工艺简单、高效，程序操作可控度高，产品质量稳定，适合小批量多规格板簧的生产加工，能够实现化工阀门加工企业的自制，不需要小批量多规格的特别采购，降低了企业的生产加工成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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是本申请中记载的一些实施例，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为本申请实施例提供的锆-铌合金板簧的制备方法的流程图；图2为本申请实施例提供的板簧专用凹凸复合工装模具的正面立体图；图3为本申请实施例提供的板簧专用凹凸复合工装模具的侧面立体图；附图标记：1-下模具；2-上模具；10-凹槽；11-第二通孔；20-凸台；21-第一通孔；100-第一导流孔；200-第二导流孔。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底部”、“顶部”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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n对锆、铌原料进行混合熔炼，得到锆-铌合金；/n将所述锆-铌合金锻压或轧制成板材，并对所述板材进行再结晶退火，得到板材坯料；/n将所述板材坯料加工成板簧毛坯；/n对所述板簧毛坯进行抛光处理，得到抛光板簧毛坯；/n对所述抛光板簧毛坯依次进行固溶处理和时效处理，得到板簧粗坯；/n对所述板簧粗坯进行表面精整处理，即得锆-铌合金板簧。/n

【技术特征摘要】
1.一种锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对锆、铌原料进行混合熔炼，得到锆-铌合金；
将所述锆-铌合金锻压或轧制成板材，并对所述板材进行再结晶退火，得到板材坯料；
将所述板材坯料加工成板簧毛坯；
对所述板簧毛坯进行抛光处理，得到抛光板簧毛坯；
对所述抛光板簧毛坯依次进行固溶处理和时效处理，得到板簧粗坯；
对所述板簧粗坯进行表面精整处理，即得锆-铌合金板簧。


2.根据权利要求1所述的锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，所述对所述板簧毛坯进行抛光处理包括：
将所述板簧毛坯的表面抛光处理至Ra为0.4-0.8。


3.根据权利要求1所述的锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，在实施所述固溶处理之前，还包括：
将所述抛光板簧毛坯装配在板簧专用凹凸复合工装模具中，以防止所述抛光板簧毛坯在所述固溶处理过程中发生变形。


4.根据权利要求3所述的锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为870-930℃，时间为30-40min。


5.根据权利要求4所述的锆-铌合金板簧的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为870℃，时间为3min。


6.根据权利要求3所述的锆-铌合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：程佳，杨永良，张丹丹，史航，王晨华，赵祥，
申请(专利权)人：西安泵阀总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61