一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109023176 A(43)申请公布日 2018.12.18

(21)申请号 201811246372.7(22)申请日 2018.10.25

(71)申请人 西安长峰机电研究所

地址 710065 陕西省西安市雁塔区电子一

路90号(72)发明人 张志正　郑淑丽　杨立合　雷超　

郭刚　(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心

61204

代理人 顾潮琪(51)Int.Cl.

C22F 1/02(2006.01)C22F 1/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页

(54)发明名称

一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法(57)摘要

本发明提供了一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。本发明使得紫铜密封垫圈退火后表面维氏硬度不高于HV45，解决常规退火硬度偏高问题，提高软化退火炉次合格率。

CN 109023176 ACN 109023176 A

权　利　要　求　书

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1.一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，其特征在于包括下述步骤：用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的紫铜密封垫圈软化退火工艺方法，其特征在于：对硬度抽检不合格的紫铜密封垫圈按上述步骤重复处理1～2次。

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CN 109023176 A

说　明　书

一种紫铜密封垫圈软化退火工艺方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种软化退火热处理工艺。

背景技术

[0002]紫铜具有优良的导电、导热性和塑性及良好的耐腐蚀性，在电子仪器仪表和高压容器等工业中有广泛的应用。工业生产中对紫铜制件的表面硬度要求比较苛刻。作为起紧固密封作用的紫铜密封垫圈，密封原理是两个零件结合面将紫铜密封垫圈挤压变形，使得紫铜密封垫圈的两平面与两个零件结合面紧密贴合。因此，一般要求紫铜垫圈表面维氏硬度不高于HV45。

[0003]经机加工成型的密封垫圈，一般在使用前进行再结晶退火处理，消除残余应力，消除加工硬化现象，使其变软，以达到更好的密封效果。密封垫圈的生产，根据需求，通常由Φ10mm～Φ60mm不同规格的T2M紫铜拉制棒车削成型。按铜及铜合金热处理退火工艺进行常规再结晶退火处理，即：在箱式空气电阻炉中随炉升温到500℃～600℃，保温30min～45min后，炉冷至室温出炉。常规退火后，密封垫圈硬度不均匀，且偏要求硬度上限，甚至出现超差现象，不满足HV45硬度要求，炉次合格率约70％左右。经分析，常用的Φ10mm～Φ60mm规格的紫铜拉制棒原材成分、生产时变形程度等不同，后序加工成型的不同尺寸的密封垫圈内部组织、加工硬化状态不同，按常规退火方法退火，不能完全达到调整组织、消除残余应力、降低硬度的目的。

发明内容

[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种紫铜密封垫圈的软化退火方法，使其退火后表面维氏硬度不高于HV45，解决常规退火硬度偏高问题，提高软化退火炉次合格率。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：用汽油清洗紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33～13.3Pa；加热升温，控制升温速度为180～300℃/h；到达600～650℃后保温时间90～150min；然后随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。

[0006]本发明对硬度抽检不合格的紫铜密封垫圈按上述步骤重复处理1～2次。[0007]本发明的有益效果是：[0008](1)常规退火在普通箱式空气电阻炉中进行，空气中高温加热，垫圈表面氧化。本发明采用真空退火方式，避免了在空气中加热产生的表面氧化，提高表面质量。[0009](2)常规退火随炉升温速度为900℃～1200℃/h，机加工后的垫圈因加工硬化存应力，升温速度较快，不仅又增加了热应力，还容易形成更多细小晶粒。本发明采用180℃～300℃/h的升温速度，一方面减少了热应力叠加，一方面使晶粗化，从而降低硬度。因为加热速度越快，回复过程来不及进行或进行的不充分，不会使冷变形储能大幅度降低。同时，快速加热提高了实际再结晶温度，加之加热转变温度高，晶粒形核率越高，大于长大速度，使起始晶粒度细小，不利于获得较低硬度。

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CN 109023176 A[0010]

说　明　书

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(3)常规退火在500℃～600℃保温，保温时间30min～45min。本发明保温温度600

℃～650℃，保温时间90min～150min。采用较高温度和较长时间退火，紫铜再结晶完成时间更少，晶粒长大时间更长，长大速度更快，获得粗大晶粒，晶界相对减少，位错运动阻力减小，在较低的外力下就开始塑性变形，宏观表现为低硬度。有利于硬度降低。

具体实施方式

[0011]下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。[0012]本发明提供的紫铜密封垫圈真空退火处理方法，控制再结晶退火升温速度，提高退火温度，延长保温时间，具体包括如下步骤：[0013](1)用汽油清洗干净紫铜密封垫圈并晾干，装入真空炉，抽真空至真空度为1.33Pa～13.3Pa。[0014](2)加热升温，控制升温速度180℃～300℃/h。[0015](3)在600℃～650℃保温，保温时间90min～150min。[0016](4)保温结束，随炉冷却，在100℃以下任意温度出炉空冷至室温。[0017](5)对硬度抽检不合格的同炉紫铜密封垫圈，按上述步骤重复处理1～2次。[0018]所述真空度为1.33Pa～13.3Pa，可以减少紫铜密封垫圈表面氧化，保持机加工后金属光泽，提高表面质量。

[0019]所述升温速度180℃～300℃/h，可以减少热应力叠加，防止因快速升温而形成细小晶粒，细晶强化作用使硬度升高。[0020]所述保温温度600℃～650℃，保温时间90min～150min，保证充分的再结晶，并使晶粒粗化，降低硬度。[0021]实施例1

[0022]由Φ16的T2M紫铜棒料数控车成的Φ13×Φ10×1.5垫圈，硬度要求：HV30～HV45。用汽油清洗干净并晾干，装入真空炉，抽真空至1.33Pa；加热升温，升温速率252℃/h(由室温20℃升到650℃用时150min)，在650℃保温120min；保温结束，随炉冷却到70℃出炉，空冷至室温。硬度检测结果：HV37～HV42。[0023]实施例2

[0024]由Φ30的T2M紫铜棒料数控车成的Φ26×Φ22×2垫圈，硬度要求：HV30～HV40。用汽油清洗干净并晾干，装入真空炉，抽真空至1.33Pa；加热升温，升温速率300℃/h(由室温25℃升到650℃用时125min)，在650℃保温120min；保温结束，随炉冷却到95℃出炉，空冷至室温。硬度检测结果：HV38～HV42。按上述步骤，重复处理1次，硬度检测结果：HV35～HV38.5。

[0025]实施例3

[0026]由Φ60的T2M紫铜棒料数控车成的Φ52×Φ48×2垫圈，硬度要求：HV30～HV40。用汽油清洗干净并晾干，装入真空炉，抽真空至1.33Pa；加热升温，升温速率234℃/h(由室温25℃升到650℃用时160min)，在650℃保温120min；保温结束，随炉冷却到90℃出炉，空冷至室温。硬度检测结果：HV32～HV36。

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