CN104324974B - 钛合金无缝管的精整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钛合金无缝管的精整方法，属于钛合金无缝管技术领域。本发明解决的技术问题是提供钛合金无缝管的精整方法。该方法包括依次进行的如下步骤：a、热处理：在钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维后进行热处理，热处理温度为700℃～930℃，并控制热处理炉内的残氧量在3％以下；b、一次矫直：对钛合金无缝管在500～600℃温度进行一次矫直，然后冷却至室温；c、二次矫直：对钛合金无缝管室温下进行二次矫直，然后酸洗，得到钛合金无缝管。本发明钛合金无缝管的精整方法，能够对钛合金无缝管的弯曲度进行调整，并且去除钛合金无缝管表面的氧化层，简化了工艺，减少钛金属消耗，去除钛管内外表面氧化层的效果更好。

Description

钛合金无缝管的精整方法
技术领域
本发明涉及钛合金无缝管的精整方法，属于钛合金无缝管技术领域。
背景技术
由于钛的密度低、强度高、耐腐蚀性能好，因此被广泛用于石油、化工、滨海电站和海水淡化等领域。近年来，这些领域所需的钛无缝管要求越来越高，所需管材强度提高使得管材由纯钛向钛合金发展。通常，钛合金无缝管轧制后，均需要通过矫直来使产品具有合乎规格的形状，减小其弯曲度。此外钛合金无缝管热轧或热处理后会在内外表面产生氧化层，成品钛合金无缝管要求去除该氧化层。
对钛合金无缝管内外表面氧化层的去除，通常采用喷砂+酸洗的方法，如专利101176882A，或者采用砂轮修磨+酸洗的方法，如专利101905410A。这些方法均存在钛金属损耗大的缺陷，此外，采用喷砂+酸洗方法去除氧化层的效果不均匀，将会造成有的地方的氧化层去除了，而有些地方没去除，影响产品的性能；砂轮修磨+酸洗的方法去除效果好，但钛金属损耗更大。可见，现有的去除钛合金无缝管表面氧化层的工艺存在效果不佳、钛金属损耗高等不足。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供钛合金无缝管的精整方法。
本发明钛合金无缝管的精整方法，包括依次进行的如下步骤：
a、热处理：在钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维后进行热处理，热处理温度为700℃～930℃，并控制热处理炉内的残氧量在3％以下；
b、一次矫直：对钛合金无缝管在500℃～600℃温度进行一次矫直，然后冷却至室温；
c、二次矫直：对钛合金无缝管室温下进行二次矫直，然后酸洗，得到钛合金无缝管。
二次矫直采用六辊矫直机，并将六辊矫直机的三个上矫直辊的中心调整在一条中心上，将六辊矫直机的三个下矫直辊的中心调整在另一条中心上，使得钛合金无缝管在进入六辊矫直机后只被三对矫直辊压扁而没有弯曲。
所述酸洗为将钛合金无缝管浸入酸洗液中3分钟以上，优选为3～5分钟。
所述酸洗液由以下重量百分比的组分组成：氢氟酸2.1％～4.9％，硝酸12％～26％，其余为水。
与现有技术相比，本发明钛合金无缝管的精整方法，能防止或大幅减少热处理时钛合金无缝管内壁的氧化，能够对钛合金无缝管的弯曲度进行调整，并且去除钛合金无缝管表面的氧化层，简化了工艺，减少钛金属消耗，去除钛管内外表面氧化层的效果更好。
附图说明
图1为本发明钛合金无缝管的精整方法中的二次矫直步骤中使用的六辊矫直机的结构示意图；
图中所示：1-上矫直辊；2-下矫直辊；3-钛管。
具体实施方式
本发明钛合金无缝管的精整方法，包括依次进行的如下步骤：
a、热处理：在钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维后进行热处理，热处理温度为700℃～930℃，并控制热处理炉内的残氧量在3％以下；
b、一次矫直：对钛合金无缝管在500℃～600℃温度进行一次矫直，然后冷却至室温；
c、二次矫直：对钛合金无缝管室温下进行二次矫直，然后酸洗，得到钛合金无缝管。
钛合金无缝管热处理温度范围为700℃～930℃，对钛合金无缝管进行热处理前，在钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维，在普通空热处理炉中热处理时，通过调节热处理炉空气与燃气的比例，使炉内残氧量低于3％，以防止或大幅减少热处理时钛合金无缝管内壁的氧化。热处理出炉后利用余热进行一次矫直，这样可以节约工序，降低成本。
在500～600℃温度进行一次矫直，一次矫直其他参数按本领域常规的矫直参数调整，使钛合金无缝管弯曲度达到成品要求，同时，500～600℃的矫直可以使钛管内外表面氧化层产生裂纹；一次矫直后的钛合金无缝管冷却至常温，进行二次冷矫直，因钛合金弹性模量低，冷矫很难矫直，冷却后的钛管进行二次矫直的目的是进一步使钛管内外表面氧化层尤其是外表面氧化层产生裂纹，而非矫直，因此将六辊矫直机的三个上矫直辊的中心调整在一条中心上，并且将六辊矫直机的三个下矫直辊的中心调整在一条中心上，使得钛合金无缝管在进入六辊矫直机后只被三对矫直辊轻微压扁而没有弯曲。
将二次矫直后的钛合金无缝管浸入酸洗液中3分钟以上，优选为3～5分钟。酸洗液由以下重量百分比的组分组成：氢氟酸2.1％～4.9％，硝酸12％～26％，其余为水。酸液通过裂纹进入到氧化层和基体之间的界面，使氧化层均匀脱落；酸洗后清水冲洗钛合金无缝管内外表面，去除内外表面残留的酸液。
具体的，本发明可以采用如下工艺流程：钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维→热处理→一次温矫→冷却→二次冷矫→酸洗→清水冲洗→检查钛合金管内外表面、尺寸、重量。
本发明钛合金无缝管的精整方法，对钛合金无缝管进行热处理，热处理出炉后利用余热在500℃～600℃温度进行一次矫直，使钛合金无缝管弯曲度达到成品要求，同时，使钛管内外表面氧化层产生裂纹；冷却至室温后进行二次矫直，使得钛合金无缝管被轻微压扁而没有弯曲，进一步使钛管内外表面氧化层产生裂纹，然后再进行酸洗，使氧化层均匀脱落。通过上述方法的结合，防止或大幅减少热处理时钛合金无缝管内壁的氧化，充分保证了钛合金无缝管的弯曲度达到成品要求，并且去除了无缝管的氧化层，简化了工艺，减少钛金属消耗，去除钛管内外表面氧化层的效果更好。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
生产73*5.51钛合金管，工艺流程：钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维→退火热处理→一次温矫→冷却→二次冷矫→酸洗→清水冲洗→检查钛合金管内外表面、尺寸、重量。
其中，退火热处理温度为720℃，热处理炉内残氧量低于3％，一次温矫温度为510±10℃，酸洗所用酸洗液为氢氟酸2.1％，硝酸12％，其余为水，将钛合金管在酸洗液中浸泡5min。精整后得到的钛合金管的弯曲度为2mm/m以下，钛合金管内外表面洁净，无裂纹、折叠、起皮、针孔等缺陷，达到了成品钛合金管的要求。热处理和精整过程的钛金属总重量消耗为1.8％。
生产89*6.45钛合金管，工艺流程：钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维→退火热处理→一次温矫→冷却→二次冷矫→酸洗→清水冲洗→检查钛合金管内外表面、尺寸、重量。
其中，退火热处理温度为760℃，热处理炉内残氧量低于3％，一次温矫温度为550±10℃，酸洗所用酸洗液为氢氟酸3％，硝酸20％，其余为水，将钛合金管在酸洗液中浸泡5min。精整后得到的钛合金管的弯曲度为2mm/m以下，钛合金管内外表面洁净，无裂纹、折叠、起皮、针孔等缺陷，达到了成品钛合金管的要求。热处理和精整过程的钛金属总重量消耗为1.7％。
实施例3
生产114.3*6.88钛合金管，工艺流程：钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维→退火热处理→一次温矫→冷却→二次冷矫→酸洗→清水冲洗→检查钛合金管内外表面、尺寸、重量。
其中，退火热处理温度为785℃，热处理炉内残氧量低于3％，一次温矫温度为580±10℃，酸洗所用酸洗液为氢氟酸4.9％，硝酸26％，其余为水，将钛合金管在酸洗液中浸泡3min。精整后得到的钛合金管的弯曲度为2mm/m以下，钛合金管内外表面洁净，无裂纹、折叠、起皮、针孔等缺陷，达到了成品钛合金管的要求。热处理和精整过程的钛金属总重量消耗为1.6％。

Claims (4)

1.钛合金无缝管的精整方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：
a、热处理：在钛合金无缝管内部塞满硅酸铝纤维后进行热处理，热处理温度为700℃～930℃，并控制热处理炉内的残氧量在3％以下；
b、一次矫直：对钛合金无缝管在500℃～600℃温度进行一次矫直，然后冷却至室温；
c、二次矫直：对钛合金无缝管室温下进行二次矫直，然后酸洗，得到钛合金无缝管；
二次矫直采用六辊矫直机，并将六辊矫直机的三个上矫直辊的中心调整在一条中心上，将六辊矫直机的三个下矫直辊的中心调整在另一条中心上，使得钛合金无缝管在进入六辊矫直机后只被三对矫直辊压扁而没有弯曲。
2.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的精整方法，其特征在于：所述酸洗为将钛合金无缝管浸入酸洗液中3分钟以上。
3.根据权利要求2所述的钛合金无缝管的精整方法，其特征在于：所述酸洗为将钛合金无缝管浸入酸洗液中3～5分钟。
4.根据权利要求2或3所述的钛合金无缝管的精整方法，其特征在于：所述酸洗液由以下重量百分比的组分组成：氢氟酸2.1％～4.9％，硝酸12％～26％，其余为水。
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