【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热处理加工工艺方法，涉及一种低硬度密封铜垫的热处理方法，使其热处理后硬度处在30hbw～40hbw的范围。
技术介绍
1、紫铜其表面带有紫色的氧化膜得名，为面心立方结构.具有良好的导热、导电性、焊接性、延展性及耐腐蚀性，在电子电器、航天造船、机械设备与模具等行业广泛应用。
2、特别是在航天航空业对紫铜密封铜垫的需求越来越大，接触式机械密封形式对于航空航空器所处复杂工况的包容性更强。其密封主要依靠硬度较高的接头端面和硬度较低的紫铜垫圈配对使用，密封性能主要靠紫铜垫的压缩变形，以填补端面的空隙实现。铜垫硬度过高会造成变形不足；硬度过低会造成变形过程材料崩解，铜垫损坏；均不能满足密封要求。因此，紫铜垫圈的硬度直接影响到密封性能，紫铜密封件性能也成为该领域重要研究内容。
3、由于各个行业的侧重点不同，使得现有的工艺方法无法满足不同条件下所需求的性能，而且原材料的状态(变形量)也对热处理后材料性能的影响，这样给工艺试验增加了难度。特别是紫铜退火后低硬度(30hbw～40hbw)的控制方面并没有任何文献有过相关记录。为了满足产品的设计要求，使得材料退火后硬度在产品的安全使用范围。
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种低硬度密封铜垫的热处理方法，使其热处理后硬度处在30hbw～40hbw的范围,解决常规热处理垫片硬度无法满足密封要求的问题，提高密封铜垫热处理合格率。
3、技术方案>
4、一种低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于采用二次退火、冷处理的补充热处理工艺，步骤如下：
5、以棒材为加工基础材料，按照设计尺寸机加工成铜垫，避免热处理后加工二次硬化带来的铜垫硬度改变；
6、对加工后的铜垫进行预处理后，至于真空炉后抽真空至1.33～13.3pa；
7、第一次热处理：加热升温至420℃～480℃，保温20min～30min；
8、保温温度由铜垫原材冷变形率决定，变形率越高，(恢复再结晶)保温温度越高，及加工铜垫用材料原始尺寸越小选择的保温温度越高。
9、再以缓慢加热至630℃～680℃，不保温，断电炉冷至100℃以下出炉空冷；
10、当初检的硬度满足目标硬度时，密封铜垫热处理完成；
11、当初检的硬度不满足目标硬度时进行第二次热处理：
12、当初检的硬度低于目标硬度(0～5)时，采用冷处理-70℃～-90℃，保温150min～180min，空冷；
13、当初检的硬度高于目标硬度(0～8)时，重复第一次热处理，并将工艺参数调整至上限进行2次热处理：即加热升温至480℃，保温30min；再以1.2℃/min，加热至680℃，不保温，断电炉冷至100℃以下出炉空冷。
14、所述缓慢加热的速率为0.8℃/min～1.2℃/min。
15、所述机加工采用车削。
16、所述预处理是采用乙酸乙酯清洗密封铜垫。
17、所述铜垫检验合格后防锈油纸单独包装，放入包装盒，盒内充入99.99％氮气。
18、所述第一次热处理的保温温度与铜垫原材冷变形率成正比。
19、所述第一次热处理的保温温度与加工铜垫用材料原始尺寸成反比。
20、有益效果
21、本专利技术提出的一种低硬度密封铜垫的热处理方法，以棒材为加工基础材料，按照设计尺寸机加工成铜垫，避免热处理后加工二次硬化带来的铜垫硬度改变；对加工后的铜垫进行预处理后，进行第一次热处理；热处理的保温温度由铜垫原材冷变形率决定，变形率越高，(恢复再结晶)保温温度越高，及加工铜垫用材料原始尺寸越小选择的保温温度越高。检验不满足目标硬度时，采用一次冷处理或第二次热处理。
22、相比现有技术本专利技术的效果：
23、(1)常规的密封铜垫热处理，无法精确控制处理后硬度区间，只能满足小于某一硬度数值。本专利技术可将硬度控制在30hbw～40hbw，更加符合接触式机械密封形式的设计需求。
24、(2)常规的密封铜垫热处理，在一次热处理获得铜垫硬度无法调整，一旦出现不合格需整批报废处理。本专利技术采用二次退火、冷处理的补充热处理技术，可实现铜垫硬度微调，提升产品合格率。
25、(3)常规的密封铜垫热处理，不考虑原材料冷变形率，采用较高温度，较长时间保温实现铜垫软化，再结晶形核阶段，常处于升温过程中，不利于获得较低硬度的铜垫，高温区域(600℃以上)长时间保温，在形核数量已经决定的情况下并不能有效促进材料持续软化属于无效能耗。本专利技术考虑原材料冷变形率，在恢复在结晶温度段保温促进形核，随后缓慢加热(0.8℃/min～1.2℃/min)，确保持续供能使上阶段形核长大，确保材料充分软化。到达加热峰值后，直接降温，减少无效能耗，缩减处理时间。
26、(4)区别与常规的密封铜垫热处理，工序选择上机械加工后再进行真空热处理，减小铜垫热加工应力，减小铜垫变形，避免先热处理后机械加工带来的硬化效应。后处理采用防锈油纸单独包装，放入充入99.99％氮气包装盒，使得铜垫不易出现氧化黑点。
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1.一种低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于采用二次退火、冷处理的补充热处理工艺，步骤如下：
2.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述缓慢加热的速率为0.8℃/min～1.2℃/min。
3.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述机加工采用车削。
4.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述预处理是采用乙酸乙酯清洗密封铜垫。
5.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述铜垫检验合格后防锈油纸单独包装，放入包装盒，盒内充入99.99％氮气。
6.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述第一次热处理的保温温度与铜垫原材冷变形率成正比。
7.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述第一次热处理的保温温度与加工铜垫用材料原始尺寸成反比。
【技术特征摘要】
1.一种低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于采用二次退火、冷处理的补充热处理工艺，步骤如下：
2.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述缓慢加热的速率为0.8℃/min～1.2℃/min。
3.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述机加工采用车削。
4.根据权利要求1所述低硬度密封铜垫的热处理方法，其特征在于：所述预处理是采用乙酸乙酯清...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁钰坤，朱伟强，李亚红，张志正，郑淑丽，
申请(专利权)人：西安长峰机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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