專利名稱：一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于石油化工裝置、耐腐蝕管道連接裝置，具體涉及一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝。
背景技術：
法蘭連接結構在現代工業中使用非常廣泛，法蘭使用壓力在IlMpa以上時，需要采用金屬環墊的密封形式。在法蘭上開有梯形密封槽，兩個法蘭對接，在兩個法蘭梯形槽中放置金屬密封環，靠連接螺栓的壓力將金屬密封環壓變形從而達到密封的目的。為了使密封環變形而法蘭本身不變形。法蘭連接結構有一個通用的要求金屬密封環的硬度要比法蘭本身的硬度低30HB以上，采用奧氏體不銹鋼做法蘭時，一般采用硬度較低的10#鋼或普通的奧氏體不銹鋼316L做墊片。
在法蘭連接結構使用過程中，密封環也接觸介質，必須具有同等的耐腐蝕性能。而在石油化工裝置中，腐蝕比較苛刻情況下，要求使用含Ti耐蝕合金材料來做法蘭。這種耐蝕合金法蘭按一般工藝處理后，法蘭硬度在160 170HB之間，法蘭和密封環的硬度都在這個范圍內，在這種情況下，用于連接結構，存在兩個難點1、如何針對同種含Ti耐蝕合金獲得兩種不同的硬度，并且密封環比法蘭硬度低30HB以上。2、在保證密封環與法蘭有30HB硬度差的條件下，同時要保證該密封環的耐腐蝕性能不下降。在目前的使用中，為了使密封圈的硬度與含Ti耐蝕合金法蘭硬度匹配，一般使用316L材質的密封環。
發明內容
本發明的目的是提出一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝，使其能降低含Ti耐蝕合金密封環的硬度，實現含Ti耐蝕合金相同材質法蘭和密封環之間的30HB以上的硬度差，并同時保證密封環的耐腐蝕性能，解決工程中耐腐蝕環境下的法蘭連接結構和抗腐蝕問題。本發明為完成上述發明目的采用如下技術方案
一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝，含Ti耐蝕合金的化學成分范圍如下(質量百分數):C :彡 O. 02% ；S1:彡 O. 35% ；Mn :彡 O. 8% ；S^0. 010% ；P ^ O. 025% ；Cr :22. O 23. 0% ；Ni 39. O 40. 0% ；Mo 2. 8 3· 2% ；Cu :2. 0 2· 3% ；A1 :彡 O. 2% ；T1:0. 6 1. 2% ；N^0. 0080% ；0^ 0. 0050% ;余量為金屬Fe ;加工工藝的具體步驟如下
第一步合金的冶煉
采用“真空冶煉+電渣重熔”的工藝冶煉密封環使用的合金鋼錠；
第二步鍛造成型
采用自由鍛的方式將密封環鍛造成型；加熱溫度1180±20°C，保溫時間大于I小時；終鍛溫度不低于900°C ；
第三步粗加工
將密封環基本加工到尺寸，單面留Imm左右的加工余量；
第四步熱處理
密封環的熱處理采用兩級加熱制度完成；第一級采用電阻式熱處理爐將密封環加熱至1180±10°C，保溫30分鐘；第二級工件爐冷到980±10°C保溫60分鐘，出爐水冷；
熱處理工序中，采用1180±10°C處理降低工件的硬度，保證密封環與法蘭的硬度匹配，實現密封性能；采用爐冷方式避免工件通過低溫區，并在980± 10°C保溫進行穩定化處理， 保證工件的耐腐蝕性能；
第五步精加工 密封環精加工成型。本發明提出的一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝，采用上述技術方案，降低了含Ti耐蝕合金密封環的硬度，硬度在115 130HB之間；實現了含Ti耐蝕合金相同材質法蘭和密封環之間的30HB以上的硬度差，同批次材料制造的法蘭硬度在160 175HB之間，滿足了法蘭密封的硬度差要求，同時也保證了密封環的耐腐蝕性能；另外還保證了密封環的耐腐蝕性能，解決了工程中耐腐蝕環境下的法蘭連接結構和抗腐蝕問題。
具體實施例方式結合具體實施例對本發明加以說明
某批次含Ti耐蝕合金其化學成分如下(質量百分數)C :0. 15% ；Si 0. 30% ；Mn :0. 7% ；S 0. 005% ；P 0. 024% ；Cr :22. 2% ；N1:39. 2% ；Mo :2. 9% ；Cu :2. 1% ；A1 :0. 12% ；T1:0. 8% ；N
0.0075% ；0 0. 0048%，余量為 Fe。第一步合金的冶煉
采用“真空冶煉+電渣重熔”工藝冶煉直徑為Φ 260，重量500kg的電渣錠。采用含Ti耐蝕合金的現有冶煉工藝。合金的冶煉中，采用與含Ti耐蝕合金法蘭相同的冶煉工藝，且上述Ti耐蝕合金為目前市場上銷售且使用比較普遍的合金材料，上述合金材料的冶煉工藝為成熟的工藝。第二步鍛造成型
采用2噸自由鍛錘進行鍛造，工件加熱到1170°C，保溫時間1. 5小時開始鍛造。將鋼錠鍛造為100mm*IOOmm的四方。采用鋸床下料后，在750kg自由鍛錘上，將工件鍛為一個圓環，規格為外徑210mm，內徑170mm，高度23mm。終鍛溫度920°C ；
第三步粗加工
將密封圈進行粗加工，加工至規格為外徑202mm，內徑178mm，高度17mm。第四步熱處理
采用IOkw熱處理爐將工件加熱至1180±10°C，保溫30分鐘后，工件爐冷到980±10°C時保溫60分鐘，出爐水冷。取樣進行硬度檢測。實際測試硬度為125HB。按照ASTM A262標準方法E進行測試。耐腐蝕性能良好。第五步精加工 工件精加工成型。
權利要求
1.一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝，含Ti耐蝕合金的化學成分范圍如下(質量百分數)C O. 02% ；Si ( O. 35% ；Mn ( O. 8% ；S ( O. 010% ；P ( 0. 025% ；Cr :22. 0 23. 0% ；Ni 39. 0 40. 0% ；Mo 2. 8 3. 2% ；Cu 2. 0 2. 3% ；A1 ( 0. 2% ；Ti 0. 6 L 2% ； 0. 0080% ；0 ( 0. 0050% ;余量為金屬Fe ;加工工藝的具體步驟如下第一步合金的冶煉采用“真空冶煉+電渣重熔”的工藝冶煉密封環使用的合金鋼錠；第二步鍛造成型采用自由鍛的方式將密封環鍛造成型；加熱溫度1180±20°C，保溫時間大于I小時； 終鍛溫度不低于900°C ；第三步粗加工將密封環基本加工到尺寸，單面留Imm左右的加工余量；其特征在于第四步熱處理；密封環的熱處理采用兩級加熱制度完成；第一級采用電阻式熱處理爐將密封環加熱至 1180± 10°C，保溫30分鐘；第二級工件爐冷到980± 10°C保溫60分鐘，出爐水冷；第五步精加工密封環精加工成型。
全文摘要
本發明屬于石油化工裝置、耐腐蝕管道連接裝置，提出一種含Ti耐蝕合金密封環的加工工藝，加工工藝的具體步驟如下第一步合金的冶煉，第二步鍛造成型，第三步粗加工，第四步熱處理；密封環的熱處理采用兩級加熱制度完成；第一級采用電阻式熱處理爐將密封環加熱至1180±10℃，保溫30分鐘；第二級工件爐冷到980±10℃保溫60分鐘，出爐水冷；第五步精加工。本發明降低了含Ti耐蝕合金密封環的硬度，實現了含Ti耐蝕合金相同材質法蘭和密封環之間的30HB以上的硬度差，并同時保證了密封環的耐腐蝕性能，解決了工程中耐腐蝕環境下的法蘭連接結構和抗腐蝕問題。
文檔編號C22F1/00GK103014473SQ201210571610
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者楊俊峰, 寧天信, 袁亞民, 范芳雄 申請人:洛陽雙瑞特種裝備有限公司