一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法，属于金属材料技术领域。其过程包括制管、表面处理、热处理、复合、径向挤胀等。本发明制备的复合型小口径铂和铂铑合金管与传统铂金管相比，可以显著提高铂金管的高温强度和韧性，在同等条件下使用时，寿命增加50%以上。
【专利说明】
一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法，属于金属材料技术领域。
【背景技术】
[0002]铂金具备熔点高、抗蠕变能力强、化学性能稳定、抗腐蚀能力强等特点，是优选的高温结构材料，特别是作为玻璃行业中重要的装备材料。由于玻璃行业特殊的使用环境，铂金制品高温寿命普遍不高，因此需要提高铂金的高温持久强度及抗蠕变能力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法，用该方法制备的铂和铂铑合金管可以显著提高铂金管的使用寿命，并通过特殊设计，让纯铂界面接触玻璃液，有效的阻止了铑元素向玻璃液中扩散，因此玻璃液不会被上色。特别适用于玻璃工业用搅拌器桨叶和料管。
[0004]按照本发明提供的技术方案，一种小口径铂和铂铑合金管，包括外套管(I)和内套管(2)，内套管(2)设置于外套管(I)内部，两者过盈配合。
[0005]所述外套管外径Φ 10?30mm，壁厚δ 0.5?1.0mm，长度L 400?800mm。
[0006]所述内套管外径Φ8?28mm，壁厚δ0.5?I.5mm，长度L400?800mm。
[0007]所述纯铂管纯度大于99.95%;铂铑管中的铑含量按质量百分比计为1%?20%。
[0008]—种小口径铂和铂铑合金管的制备方法，步骤如下:
(1)制管:选取纯铂或铂铭管作为外套管(I)，选取铂铭或纯铂管作为内套管(2);所述外套管(I)与内套管(2)材质不同；
(2)表面处理:将步骤(I)所得外套管(I)进行内表面抛丸处理，内套管(2)进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级；
(3)热处理:对步骤(2)所得抛丸后管体进行退火处理;其中纯铂管退火温度950?1000°C，时间20?30min;铂铑合金管退火温度1100?1200°C，时间20?30min;
(4)复合:将步骤(3)热处理后的内套管(2)套入外套管(I)中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管(I)外径的0.6?0.7倍，拉头长度为50?100mm;
随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为10?20MPa，单次外径递减量为I?1.5mm，冷拉I?2次，使外套管(I)直径缩小直至与内套管(2)过盈配合，拉管速度设置为10?12mm/s;
(5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，拉管液压为10?20MPa，单次变形量控制不超过15%;经3?4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0009]步骤(4)所述气锤锻为250kg气锤锻。
[0010]本发明的有益效果:本发明制备的复合型小口径铂和铂铑合金管与传统铂金管相比，可以显著提高铂金管的高温强度和韧性，在同等条件下使用时，寿命增加50%以上。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明合金管结构示意图。
[0012]图2是冷加工挤胀示意图。
[0013]图3是热加工挤胀示意图。
[0014]附图标记说明:1、外套管;2、内套管;3、外模。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示:本发明合金管包括外套管I和内套管2，内套管2设置于外套管I内，两者过盈配合;合金管设置于外模3内。
[0016]实施例1
目标产品:材料:Pt (外管)-PtRh20(内管)；管材规格:φ 1mm X Φ 8mm，L=100mm；加工方式:冷加工。
[0017](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 13.5 X Φ 12mm，δ=0.75mm，L=500mm，b)内管材料为PtRh20，管材规格为 Φ11.5 X Φ 1mm，δ=0.75mm，L=600mm。
[0018](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0019](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行950°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1100°C/20min热处理。
[0020](4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管I中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍，拉头长度为50mm。随后进行用液压拉管机冷拉，拉管液压为lOMPa，单次外径递减量为1mm，冷拉I次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为lOmm/s。
[0021](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0022]实施例2
目标产品:材料:Pt (外管)-PtRh18(内管)；管材规格:Φ 1mm X Φ 8mm，L=100mm；加工方式:冷加工+热加工。
[0023](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 13.5 X Φ 12mm，δ=0.75mm，L=500mm，b)内管材料为PtRhl8，管材规格为 Φ11.5 X Φ 1mm，δ=0.75mm，L=600mm。
[0024](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0025](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行960°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1110°C/20min热处理。
[0026](4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管I中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍，拉头长度为50mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为20MPa，单次外径递减量为1mm，冷拉I次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为lOmm/s。
[0027](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0028]实施例3
目标产品:材料:Pt (外管)-PtRh 16 (内管)；管材规格:φ 20mm X Φ 16mm，L=100mm;加工方式:冷加工。
[0029](I)制管经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 26 X Φ 23.6mm，δ = 1.2mm，L=700mm，b)内管材料为PtRhl6，管材规格为 Φ 23 X Φ 20mm，δ=1.5mm，L=850mm。
[0030](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0031](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行970°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1120°C/20min热处理。
[0032](4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍，拉头长度为50mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为15MPa，单次外径递减量为1mm，冷拉I次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为lOmm/s。
[0033](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0034]实施例4
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRhl5(内管)；管材规格:φ 20mmX Φ 16mm,L=100mm；加工方式:冷加工+热加工。
[0035](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 26 X Φ 23.6mm，δ = 1.2mm，L=700mm，b)内管材料为PtRhl5，管材规格为 Φ 23 X Φ 20mm，δ=1.5mm，L=850mm。
[0036](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0037](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行980°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1130°C/20min热处理。
[0038](4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管I中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍，拉头长度为60mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为lOMPa，单次外径递减量为1.5mm，冷拉2次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为I lmm/s。
[0039](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0040]实施例5
目标产品:材料:Pt(外管)-PtRhl3(内管)；管材规格:Φ 20mmX Φ 18mm,L=100mm；加工方式:冷加工。
[0041](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 26 X Φ 24mm ,5=1.0mm, L=600mm，b)内管材料为PtRhl3，管材规格为 Φ 23.5 X Φ 22mm，δ=0.75mm，L=750mm。
[0042](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0043](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行990°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1140°C/30min热处理。
[0044](4)复合:将热处理后的内套管2套入外套管I中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.6倍，拉头长度为60mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为16MPa，单次外径递减量为1.5mm，冷拉2次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为I lmm/s。
[0045](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0046]实施例6
目标产品:材料:Pt (外管)-PtRh 10 (内管)；管材规格:φ 20mm X Φ 18mm，L=100mm;加工方式:冷加工+热加工。
[0047](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为Pt，管材规格为Φ 26 X Φ 24mm ,5=1.0mm, L=600mm，b)内管材料为PtRhlO，管材规格为 Φ 23.5 X Φ 22mm，δ=0.75mm，L=750mm。
[0048](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0049](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000°C/20min热处理;b)对铂铑合金管进行1150°C/30min热处理。
[0050](4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍，拉头长度为60_。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为12MPa，单次外径递减量为1.5mm，冷拉2次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为I lmm/s。
[0051](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0052]实施例7
目标产品:材料:PtRh20(外管)-Pt (内管)；管材规格:Φ 20mm X Φ 18mm，L=100mm;加工方式:冷加工。
[0053](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等常规工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为PtRh20，管材规格为Φ 26.5 X Φ 25mm,5=0.75mm，L=700mm，b)内管材料为Pt，管材规格为Φ24X 0 22mm,5=l.0mm，L=750mm。
[0054](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0055](3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000°C/25min热处理;b)对铂铑合金管进行1160°C/30min热处理。
[0056](4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍，拉头长度为80mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为16MPa，单次外径递减量为1mm，冷拉2次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为12mm/s。
[0057](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
[0058]实施例8
目标产品:材料:PtRhU外管)-Pt (内管)；管材规格:Φ 20mm X Φ 18mm，L=100mm；加工方式:冷加工+热加工。
[0059](I)制管:经卷管、焊接、焊缝处理、挤压拉制等工艺分别制备纯铂管和铂铑合金管，两种规格的管材如下:a)外管材料为PtRhl，管材规格为Φ 26.5 X Φ 25mm, 5=0.75mm,L=700mm,b)内管材料为Pt，管材规格为Φ24X 0 22mm,5=l.0mm，L=750mm。
[0060](2)表面处理:将步骤(I)所述外套管进行内表面抛丸处理，所述内套管进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级。
[0061 ] (3)热处理:对步骤(2)制作管体进行退火处理:a)对纯铂管进行1000°C/30min热处理;b)对铂铑合金管进行1200°C/30min热处理。
[0062](4)复合:将热处理后的内套管套入外套管中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用250kg气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管外径的0.7倍，拉头长度为100mm。随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为19MPa，单次外径递减量为1.5mm，冷拉2次，使外管直径缩小直至与内管过盈配合，拉管速度设置为12mm/s。
[0063](5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，单次变形量控制不超过15%。经3道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。
【主权项】
1.一种小口径铂和铂铭合金管，其特征是:包括外套管(I)和内套管(2)，内套管(2)设置于外套管(I)内部，两者过盈配合。2.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管，其特征是:所述外套管外径Φ10?30mm，壁厚δ 0.5?1.0mm，长度L 400?800mm。3.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管，其特征是:所述内套管外径Φ8?28mm，壁厚δ0.5?I.5mm，长度L400?800mm。4.如权利要求1所述小口径铂和铂铑合金管的制备方法，其特征是:所述纯铂管纯度大于99.95%;铂铑管中的铑含量按质量百分比计为1%?20%。5.一种小口径铂和铂铑合金管的制备方法，其特征是步骤如下: (1)制管:选取纯铂或铂铭管作为外套管(I)，选取铂铭或纯铂管作为内套管(2)；所述外套管(I)与内套管(2)材质不同； (2)表面处理:将步骤(I)所得外套管(I)进行内表面抛丸处理，内套管(2)进行外表面抛丸处理，抛丸等级达到Sa2级； (3)热处理:对步骤(2)所得抛丸后管体进行退火处理;其中纯铂管退火温度950?1000°C，时间20?30min;铂铑合金管退火温度1100?1200°C，时间20?30min; (4)复合:将步骤(3)热处理后的内套管(2)套入外套管(I)中，并用氢氧气火焰烧白对齐的一端，后用气锤锻打拉头，直至拉头尺寸为外套管(I)外径的0.6?0.7倍，拉头长度为50?100mm; 随后用液压拉管机进行冷拉，拉管液压为10?20MPa，单次外径递减量为I?1.5mm，冷拉I?2次，使外套管(I)直径缩小直至与内套管(2)过盈配合，拉管速度设置为10?12mm/s; (5)径向挤胀:将步骤(4)所得的复合管材进行径向挤胀，选择合适的芯头和配套的外模，用液压拉管机进行冷拉或热拉，拉管液压为10?20MPa，单次变形量控制不超过15%;经3?4道次径向挤胀即可得到成品小口径铂和铂铑合金管。6.如权利要求5所述小口径铂和铂铑合金管的制备方法，其特征是:步骤(4)所述气锤锻为250kg气锤锻。
【文档编号】F16L9/02GK106090452SQ201610515537
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】金英杰, 耿怀亮, 王东新
【申请人】无锡英特派金属制品有限公司