一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法，包括以下步骤：(1)清理待处理的钛合金焊接构件表面油污；(2)将高温防氧化涂料加少量水稀释并搅拌均匀后得到高温防氧化涂料水溶液，涂覆在待处理的钛合金焊接构件表面；(3)待高温防氧化涂料水溶液干燥后，将待处理的钛合金焊接构件用工装装夹固定；(4)将用工装装夹固定好的钛合金焊接构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝500～600℃、升温时间t升＝1.5～2.0h、保温时间tm＝2.0～2.5h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温；(5)清洗钛合金焊接构件表面涂料。与现有技术相比，本发明专利技术的优点在于：操作简便、经济性好、适应性高。

A Heat Treatment Method for Titanium Alloy Welded Components

The invention relates to a heat treatment process for titanium alloy welded components, which comprises the following steps: (1) cleaning up the oil contamination on the surface of the titanium alloy welded components to be treated; (2) diluting and stirring the high-temperature anti-oxidation coating with a small amount of water to obtain an aqueous solution of the high-temperature anti-oxidation coating, which is coated on the surface of the titanium alloy welded components to be treated; (3) drying the aqueous solution of the high-temperature anti-oxidation coating; Titanium alloy welded components to be treated are clamped and fixed with fixtures; (4) Titanium alloy welded components fixed with fixtures are loaded into resistance furnace, and heat treatment parameters are set as annealing temperature Tm=500-600 C, temperature rise time=1.5-2.0h, heat preservation time tm=2.0-2.5h. After cooling to below 200 C, they are discharged from furnace and air-cooled to room temperature; (5) cleaning the surface of Titanium alloy welded components. Paint. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple operation, good economy and high adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法
本专利技术涉及热处理退火
，具体指一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法。
技术介绍
钛合金具有密度低、耐蚀性好、比强度高等诸多优点，尤其是在具有高的结构承载能力的同时还可以实现装备结构的大幅减重，目前在航空、航天、船舶、海洋工程、石油化工及兵器工业等领域应用广泛。焊接技术是钛合金结构件成形的关键技术，钛合金构件焊后会产生焊接应力和焊接变形，热处理不仅能够更充分的消除焊接内应力，提高钛合金构件的服役安全与使用寿命，还可以进行焊接变形的校正。由于钛合金的化学活性强，高温时易吸收氧、氮、氢等杂质元素，将使得接头的塑性和韧性急剧下降，通常采用真空热处理的方法进行钛合金构件的焊后处理，以达到消除焊接应力、稳定焊接结构尺寸的目的。在大型复杂钛合金构件焊接制造过程中，除进行最终整体结构的消除应力处理外，拼焊成形的零部件二次组焊前也须进行热处理校形或消除焊接应力。由于零部件数量众多且种类多样，大多数零部件采用拼焊而成，而真空热处理成本高、周期长，加之待处理零部件的尺寸受真空室工作区尺寸限制，因此采用真空热处理的方式会明显增加钛合金构件的制造成本，而且具有一定的局限性。针对钛合金焊后热处理工艺，专利申请号为CN200710189892.4(公告号为CN101423922A)的专利技术专利《一种钛合金非真空炉热处理工艺》公开了一种钛合金非真空炉热处理工艺，包括制作热处理箱体、工件装入热处理箱体、热处理箱抽真空及热处理四道工序，但是，根据产品尺寸大小制作箱体增加了人力、物力，只适合于单一或小批量产品，工件装入热处理箱体后抽真空前涉及箱体的密封问题没有交代清楚，而且工件装入箱体热处理可能导致箱体内工件的热处理温度与热处理炉膛温度不一致，致使热处理效果不佳，另外抽真空需要配备真空泵，充氩气需要配备氩气罐，总体来说，该工艺相对繁琐、而且实施成本较高。专利申请号为CN201410136488.0(公告号为CN103938138A)的《一种改善钛合金焊接构件性能的亚再结晶退火工艺》公开了一种改善钛合金焊接构件性能的亚再结晶退火工艺，该工艺的退火温度为再结晶温度TRC以下50～60℃，在零件焊后无法机加工时，仍选择在真空炉中加热保温，真空度为1×10-2～1×10-4Pa。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种操作简便、经济性好、适应性高的钛合金焊接构件的热处理工艺方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法，其特征在于包括以下步骤：(1)清理待处理的钛合金焊接构件表面油污；(2)将高温防氧化涂料加少量水稀释并搅拌均匀后得到高温防氧化涂料水溶液，涂覆在待处理的钛合金焊接构件表面；(3)待高温防氧化涂料水溶液干燥后，将待处理的钛合金焊接构件用工装装夹固定；(4)将用工装装夹固定好的钛合金焊接构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝500～600℃、升温时间t升＝1.5～2.0h、保温时间tm＝2.0～2.5h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温；(5)清洗钛合金焊接构件表面涂料。优选地，步骤(1)中所述钛合金焊接构件表面清理采用丙酮或酒精。优选地，步骤(2)中所述高温防氧化涂料为含水溶性硼硅酸盐玻璃珐琅的涂料，适用温度为850～1700℃。一方面该涂料具有水溶性的特点，可以通过加水稀释来调节涂料的浓稠度，方便涂料的涂刷；另一方面该涂料含硼硅酸盐玻璃珐琅化学稳定性好、热稳定性高，适用温度为850～1700℃，可以有效避免钛合金构件在高温时发生氧化。优选地，步骤(2)中所述高温防氧化涂料水溶液的涂覆层数为两层，以增加保护效果。进一步，步骤(2)中所述高温防氧化涂料水溶液的涂覆包括以下步骤：先在钛合金焊接构件表面涂覆一层高温防氧化涂料水溶液，保证构件基体底色不暴露即可，进行干燥；再在钛合金焊接构件表面涂覆一层高温防氧化涂料水溶液，进行干燥。再进一步，所述高温防氧化涂料水溶液的干燥采用自然晾干或300℃以下烘干。优选地，步骤(2)中所述高温防氧化涂料水溶液的涂覆采用毛刷涂刷或喷涂的方法。优选地，步骤(3)中所述用工装装夹固定的钛合金焊接构件若有较形要求，可根据钛合金焊接构件形状尺寸、焊接变形量增设反变形量来进行焊接变形的校正。优选地，步骤(5)中所述钛合金焊接构件表面清理采用钢丝刷或高压水枪。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提出的钛合金焊接构件的热处理工艺，区别于目前钛合金常用的真空热处理工艺，采用高温防氧化涂料对钛合金构件进行保护，能够隔绝高温下钛合金与空气接触，具有防氧化作用；在待处理的钛合金构件数量及种类众多时，与真空热处理相比，该工艺具有更好的经济性，可以大幅降低钛合金构件及产品的制造或生产成本，同时还可以避免现有真空炉炉膛尺寸对大型钛合金构件尺寸的限制；(2)本专利技术的钛合金焊接构件的热处理工艺方法尤其适用于TC4钛合金焊接构件的焊后热处理，退火的温度为500～600℃，该温度区间远低于TC4钛合金的再结晶温度，钛合金焊接构件在热处理过程中只发生了回复，而不会发生再结晶和晶粒长大现象，钛合金构件力学性能变化不大，而焊接应力得到较为彻底的消除；(3)由于钛合金刚性好，采用冷加工的方法难以对焊接构件进行较形处理，采用该工艺可以达到较为理想的钛合金构件焊接变形的校正效果；(4)本专利技术的钛合金焊接构件的热处理工艺方法，采用高温防氧化涂料对钛合金构件进行保护，同样适用于真空炉的极限真空度较低而钛合金构件或产品质量要求较高的真空热处理工艺。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例A1：准备三个钛合金焊接构件样品，将钛合金焊接构件表面用丙酮清理干净，将含水溶性硼硅酸盐玻璃珐琅的涂料加少量水稀释并搅拌均匀后采用毛刷涂刷方法涂覆一层在构件表面，待第一层涂料自然晾干后，再涂覆一层涂料，待第二层涂料自然晾干后，将待处理的构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝500℃、升温时间t升＝1.5h、保温时间tm＝2.0h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温，采用钢丝刷清理构件表面涂料。热处理完成后，钛合金试板表面由银白色转变为银白夹杂淡蓝色，然后对钛合金焊接构件母材和焊接接头各1处位置热处理前后的力学性能进行检测，。实施例A2：将钛合金焊接构件表面用酒精清理干净，将含水溶性硼硅酸盐玻璃珐琅的涂料加少量水稀释并搅拌均匀后采用喷涂方法涂覆一层在构件表面，待第一层涂料80℃烘干后，再涂覆一层涂料，待第二层涂料80℃烘干后，将待处理的构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝550℃、升温时间t升:1.7h、保温时间tm＝2.2h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温，采用高压水枪清理构件表面涂料。热处理完成后，钛合金试板表面由银白色转变为银白夹杂淡蓝色，然后对钛合金焊接构件母材和焊接接头各1处位置热处理前后的力学性能进行检测。实施例A3：将钛合金焊接构件表面用丙酮清理干净，将含水溶性硼硅酸盐玻璃珐琅的涂料加少量水稀释并搅拌均匀后采用毛刷涂刷方法涂覆一层在构件表面，待第一层涂料自然晾干后，再涂覆一层涂料，待第二层涂料自然晾干后，将待处理的构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法，其特征在于包括以下步骤：(1)清理待处理的钛合金焊接构件表面油污；(2)将高温防氧化涂料加少量水稀释并搅拌均匀后得到高温防氧化涂料水溶液，涂覆在待处理的钛合金焊接构件表面；(3)待高温防氧化涂料水溶液干燥后，将待处理的钛合金焊接构件用工装装夹固定；(4)将用工装装夹固定好的钛合金焊接构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝500～600℃、升温时间t升＝1.5～2.0h、保温时间tm＝2.0～2.5h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温；(5)清洗钛合金焊接构件表面涂料。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金焊接构件的热处理工艺方法，其特征在于包括以下步骤：(1)清理待处理的钛合金焊接构件表面油污；(2)将高温防氧化涂料加少量水稀释并搅拌均匀后得到高温防氧化涂料水溶液，涂覆在待处理的钛合金焊接构件表面；(3)待高温防氧化涂料水溶液干燥后，将待处理的钛合金焊接构件用工装装夹固定；(4)将用工装装夹固定好的钛合金焊接构件装入电阻炉，设置热处理工艺参数为退火温度Tm＝500～600℃、升温时间t升＝1.5～2.0h、保温时间tm＝2.0～2.5h，随炉冷却至200℃以下后出炉，空冷至室温；(5)清洗钛合金焊接构件表面涂料。2.根据权利要求1所述的热处理工艺方法，其特征在于：步骤(1)中所述钛合金焊接构件表面清理采用丙酮或酒精。3.根据权利要求1所述的热处理工艺方法，其特征在于：步骤(2)中所述高温防氧化涂料为含水溶性硼硅酸盐玻璃珐琅的涂料，适用温度为850～1700℃。4.根据权利要求1所述的热处理工艺方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良超，马冰，陈东高，王大锋，辛海鹰，戴宇，张迎迎，任宝辉，张龙，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：浙江,33