一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法技术

本发明专利技术涉及一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，属于金属材料热处理技术领域。一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，包括以下步骤：步骤1：将零件、工装和金属屑用丙酮清洗干净并晾干；步骤2：将零件用金属屑包裹后放入工装中；步骤3：将使用金属屑包覆后的零件放置在加热设备的有效工作区内，按照材料的工艺参数进行退火时效热处理。本发明专利技术具有如下优点：1、在降低设备、气体纯度等热处理要求的情况下，可生产出符合要求的零件；2、解决了现有零件在真空退火时效热处理过程中易出现氧化变色的问题；3、该方法操作简单可靠，对操作工人要求低，并且充分利用零件机加过程中产生的金属屑，能有效节约成本。能有效节约成本。能有效节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法


[0001]本专利技术涉及一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，实现钛合金零件在低真空（真空度0.133Pa
‑
13.3Pa）下退火时效时不产生表面污染α层，属于金属材料热处理


技术介绍

[0002]在零件热处理过程中，当零件与氧气接触，会导致零件表面出现氧化的现象，影响产品质量，导致零件无法正常交付。目前，防止零件在热处理过程中发生氧化的方法有，热处理前在零件上涂覆一层抗氧化保护涂料，热处理后采用吹砂或机械加工的方法去除零件的保护涂料，但这种方法存在过程复杂、保护效果欠佳等缺陷，使得其使用受到很大限制。或者在零件发生热处理氧化后采用车削或者吹砂的方式去除氧化层，这就会导致零件生产工序增加，同时车削和吹砂过程较为复杂，导致零件交付周期增加。真空热处理是一种理想状态的无氧化、无脱碳的热处理技术，其在工业中得到了广泛应用。但实际在对零件进行真空退火时效热处理过程时，部分对氧化较敏感的金属（如钛合金），即使在低真空的气氛下进行热处理，由于炉内和冷却气体中仍会存在微量的杂质气体，仍然会导致在零件热处理过程中某些合金元素与杂质气发生反应，在零件表面形成不同程度的氧化层。这就是钛合金的退火时效一般需要在高真空（真空度≤6.7
×
10
‑2Pa，且压升率应小＜0.67Pa/h）下进行的原因，对真空热处理设备的真空性能提出了严苛的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，实现钛合金零件在低真空（真空度0.133Pa
‑
13.3Pa）下退火时效时不产生表面污染α层，解决了现有钛合金零件在低真空退火时效热处理过程中易出现氧化变色，零件交付周期增加或者无法交付的问题，且降低了对真空设备真空性能的要求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，包括以下步骤：步骤1：将零件、工装和金属屑用丙酮清洗干净并晾干；步骤2：将零件用金属屑包裹后放入工装中；步骤3：将使用金属屑包覆后的零件放置在加热设备的有效工作区内，按照材料的工艺参数进行退火时效热处理。
[0005]优选的，步骤1中，金属屑材料为钛屑或不锈钢屑。
[0006]优选的，步骤1中，金属屑粒径小于10mm，愈小愈佳。
[0007]优选的，步骤2中，零件外所包覆的金属屑单边厚度大于50mm，以达到更好的保护效果。
[0008]优选的，步骤1中，工装为钛合金工装；零件为TA15钛合金零件；金属屑为钛屑。
[0009]进一步的，步骤3中，退火时效热处理包括以下步骤：
步骤一，将真空炉加热室的压强抽至0.133 Pa
ꢀ‑
13.3Pa，随后进行时效热处理；步骤二，升温至500℃
‑
700℃，保温200 min
ꢀ‑
500min；步骤三，保温结束后，通入氩气进行气冷，且冷却过程中开启循环风扇；步骤四，待炉温温度冷却至低于90℃后出炉空冷，取出零件。
[0010]进一步的，步骤二中，升温至600℃，保温220 min。
[0011]进一步的，步骤三中，氩气的纯度≥99.999%，冷却压力为1Bar。
[0012]进一步的，对金属屑包覆零件的方法不做限定，以方便生产以及达到防止零件氧化为最终目的。
[0013]工作原理：在热处理过程中，使用化学活泼性大的金属屑将零件包裹起来，在热处理过程中牺牲金属屑和杂质气体反应，可以一定程度的减少零件和杂质气体的接触，提高零件热处理后的表面质量。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、真空退火时效过程中，在降低设备、气体纯度等热处理要求的情况下，可生产出符合要求的零件；2、解决了现有零件在真空退火时效热处理过程中易出现氧化变色的问题，且该方法适用于大部分金属材料的热处理过程；3、该方法操作简单可靠，对操作工人要求低，并且充分利用零件机加过程中产生的金属屑，能有效节约成本。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例中TA15钛合金零件在低真空（真空度0.133Pa
‑
13.3Pa）环境热处理后无α层的金相照片。
实施方式
[0016]需要说明的是，本实施例中，工装选取钛合金工装，零件选取TA15钛合金零件，金属屑选取钛屑，仅仅是以此对本专利技术做出说明，还可以根据需要选取其他材料，同时对退火时效热处理工艺参数做出更改即可，不构成对本专利技术的限制。
[0017]下面结合附图1对本专利技术做进一步描述：一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，包括以下步骤：（1）取钛合金工装、TA15钛合金零件以及钛屑，用丙酮清洗干净并晾干；（2）将零件用钛屑包裹后放入钛合金工装中，零件外所包覆的金属屑单边厚度大于50mm；（3）然后将其放置在真空退火时效炉的有效工作区内，关闭炉门，将真空炉加热室的压强抽至0.133 Pa
ꢀ‑
13.3Pa（按照HB 7750 《钛合金零件真空热处理》热处理要求，钛合金零件热处理时真空炉内的真空压强应≤6.7
×
10
‑2Pa。），随后进行时效热处理；升温至600℃，保温220min；在整个加热和保温过程中，保证炉内压强控制在0.133 Pa
ꢀ‑
13.3Pa，保温结束后，通入纯度≥99.999%的氩气进行气冷，冷却压力为1Bar，冷却过程中开启循环风扇；待炉温温度冷却至低于90℃后出炉空冷，零件出炉时，佩戴干净白手套将零件取出。
[0018]采用该专利技术中涉及的保护方法对TA15钛合金零件进行保护，即使在达不到标准文
件要求的真空度下进行真空去应力退火热处理，零件表面依旧光亮洁净，无明显氧化色存在，按照GB/T
‑
23603《钛及钛合金表面污染层检测方法》对TA15钛合金零件进行α层检测，检测结果如图1所示，零件表层无明显α层，符合零件验收要求，不需进行后续氧化膜去除工艺。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将零件、工装和金属屑用丙酮清洗干净并晾干；步骤2：将零件用金属屑包裹后放入工装中；步骤3：将使用金属屑包覆后的零件放置在加热设备的有效工作区内，按照材料的工艺参数进行退火时效热处理。2.根据权利要求1所述的防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，其特征在于，步骤1中，金属屑材料为钛屑或不锈钢屑。3.根据权利要求1或2所述的防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，其特征在于，步骤1中，金属屑粒径小于10mm。4.根据权利要求1所述的防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，其特征在于，步骤2中，零件外所包覆的金属屑单边厚度大于50mm。5.根据权利要求1所述的防止零件真空退火时效热处理时氧化的方法，其特征在于，步骤1中，工装为钛合金工装；零件为TA15钛合金零件；金...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆诚，王义良，彭亮亮，吕晨，熊路兰，吕晓雷，陈韦，吴宁，王琴，向勇，魏娜，李彩虹，张海盟，廖可，李旭勇，曾莉，文彬，毛萍萍，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：