不銹鋼管真空封切的實(shí)驗(yàn)探索

劉蒲剛

摘 要：文章對φ10x2不銹鋼管真空封切的工藝過程及裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，確定了封切時(shí)鋼管溫度、擠壓力及封切裝置刀口間隙因素對鋼管封切的效果影響。其中溫度和封切間隙對鋼管封切效果影響較為明顯。

關(guān)鍵詞：不銹鋼；真空封切；因素

中圖分類號：TF764+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0062-02

不銹鋼管真空封切是粉末冶金生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是有色金屬粉末生產(chǎn)領(lǐng)域新興的一種應(yīng)用技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)是研究用于稀有金屬粉末的多孔材料生產(chǎn)。因研究的稀有金屬物理特性決定，其大部分的高溫處理過程都要求在真空下進(jìn)行。將稀有金屬粉末放置在不銹鋼容器中并預(yù)留真空抽口，真空抽口為φ10x2不銹鋼管，再通過真空抽口由高真空機(jī)組對容器進(jìn)行抽空。當(dāng)容器內(nèi)真空度達(dá)到要求時(shí)通過封切設(shè)備真空抽口進(jìn)行封真空并切斷，使裝有稀有金屬粉末的不銹鋼容器與高真空機(jī)組脫離并保持真空狀態(tài)，然后就可進(jìn)入下道燒結(jié)工序。為了拓展真空管道封切技術(shù)在粉末冶金及其他領(lǐng)域的應(yīng)用，本文對不銹鋼管真空封切技術(shù)的工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，主要摸索影響不銹鋼管封切效果的主要因素，并進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)裝置

本文實(shí)驗(yàn)用材料為φ108x4不銹鋼管兩頭封堵，其中一端接φ10x2不銹鋼管作為真空抽口。

本文實(shí)驗(yàn)裝置分為兩部分，真空獲得裝置如圖1所示，不銹鋼管真空封切裝置如圖2所示

真空獲得實(shí)驗(yàn)裝置主要技術(shù)參數(shù)

1.1.1 極限壓力 6.67×10-5Pa

1.1.2 抽氣口通徑 φ300mm

1.1.3 真空獲得實(shí)驗(yàn)裝置采用擴(kuò)散泵與機(jī)械泵的組合，使真空容器件能獲得較高高真空。主要結(jié)構(gòu)（真空獲得實(shí)驗(yàn)裝置原理圖見圖1）采用TK-300型擴(kuò)散泵作主抽泵， 2X-30型機(jī)械泵作其前級。機(jī)械泵口帶有DDC-JQ65型電磁真空帶充氣閥，停電時(shí)自動關(guān)閉，使系統(tǒng)保持真空狀態(tài)，并對機(jī)械泵放氣以防止返油。在低真空管道上裝有一個(gè)GI-80型手動高真空蝶閥作擴(kuò)散泵前級閥，一個(gè)GD-J80型手動高真空擋板閥作預(yù)抽閥。TK-300型擴(kuò)散泵上方裝有LB-300型氟利昂擋板，以減少油蒸汽對真空系統(tǒng)的污染，氟利昂擋板上方裝有GD-S300型手動高真空擋板閥作為系統(tǒng)的高閥。另配儀表架一個(gè)，上有電控箱以及ZDF-Ⅲ型復(fù)合真空計(jì)一臺。

1.2 不銹鋼管真空封切裝置

該裝置是在人工封切的基礎(chǔ)上進(jìn)行專門研發(fā)的。封切裝置的動力提供為液壓站。主要由油缸、動刀口、定刀口、調(diào)整螺釘、調(diào)整手柄和提手組成。工作時(shí)不銹鋼管在動刀口和定刀口之間。定刀口由調(diào)整螺釘調(diào)整封切時(shí)兩個(gè)刀口之間間隙，以確定油缸推出后不銹鋼管是密封還是被切斷。動刀口動力由液壓缸提供。擠壓φ10x2不銹鋼管時(shí)，動刀口由油缸推動。

P1 2X-30型機(jī)械泵；P2 TK-300型擴(kuò)散泵；V1 DDC-JQ65型電磁真空帶充氣閥；V2 GI-80型手動高真空蝶閥（低閥）；V3 GD-J80型手動高真空擋板閥（預(yù)閥）；V4 GD-S300型手動高真空擋板閥（高閥）；L LB-300型水冷擋板；G1 電阻規(guī)（低真空）；G2 電離規(guī)（高真空）

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

1.3.1 不銹鋼管真空封切實(shí)驗(yàn)過程如下：抽空→加熱→壓封真空抽口→切斷。不銹鋼管擠壓封切后能夠保持真空，就要求封切后不銹鋼管內(nèi)壁緊密。通過資料文獻(xiàn)查詢確定不銹鋼管在擠壓時(shí)的溫度與封切道次有較大關(guān)系。所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括三部分，第一部分是通過實(shí)驗(yàn)確定封切裝置在封切不銹鋼管時(shí)動刀口和定刀口封真空和切斷的間隙。第二部分是在第一部分是結(jié)果上確認(rèn)不銹鋼管的封切的最佳溫度。第三部分是在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，關(guān)閉圖1中V3 V4閥門后，測試容器漏率和真空抽口切斷后容器的漏率，并比較。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)具體步驟如下

第一步對不銹鋼容器抽空達(dá)到要求的真空度后對系統(tǒng)進(jìn)行漏率測定；第二步用火焰將φ10x2真空抽口不銹鋼管加熱至700°C左右，圖2所示封切裝置在真空機(jī)組和容器之間間隔50毫米40Mpa壓力封壓三道后，第四道切斷，并對容器漏率進(jìn)行測量；為了提高可靠性，以上實(shí)驗(yàn)分別重復(fù)做5次，其結(jié)果如表1所示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比。關(guān)閉閥門后容器壓升率與真空抽口封切后容器壓升率相差不大，并且每組漏率測試差別最大為9.1×10-5，完全滿足生產(chǎn)使用。從實(shí)驗(yàn)來看只要保證不銹鋼真空管封切時(shí)溫度正確，封切裝置刀口間隙正確，就能保證不銹鋼管的封切效果。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程中由于操作的原因，每組封切管均進(jìn)行了二次加熱。

3 結(jié)束語

作為粉末冶金的一種新工藝，不銹鋼管的封切方法既保證了真空度，又提高了生產(chǎn)效率，解決了閥門不能耐高溫的問題。在工業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化過程中，已經(jīng)將火焰加熱改為可靠地中頻感應(yīng)加熱，保證操作時(shí)不銹鋼管溫度的正確和操作安全性。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)推廣應(yīng)用到多項(xiàng)產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)過程。

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