工业纯钛卷的真空保护气氛退火工艺 【技术领域】
本发明属于金属材料加工技术领域，具体地说是一种工业纯钛卷的真空保护气氛退火工艺。
背景技术
由于钛的化学性质活泼，在高温下容易与空气中的O、N、H等元素发生反应，在表面形成污染层，造成其强度和塑性降低、硬度增大，严重影响后续加工和使用。因此目前钛卷的成品退火多采用真空加热炉或改造原有的退火钢卷的全氢罩式退火炉进行保护气氛热处理。但是采用真空炉进行退火处理容易造成钛卷内外圈组织不一致，且处理周期变长，增加了加工成本。如果改造退火钢卷的全氢罩式退火炉，采用氩气或保护气氛置换空气退火，容易导致炉内的空气吹扫不干净，造成退火后的钛卷表面污染，杂质含量增多。而钛卷的杂质成分和变形率会影响钛卷的热处理温度，影响最终的力学性能，因此必须控制好真空热处理气氛、温度和保温时间。热处理温度过高和时间过长，容易造成钛卷粘结，开卷后表面产生粘结，表面质量不能满足要求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有钛卷退火过程中存在的上述问题，提供一种在高温时里面带有惰性气体循环的真空保护气氛退火炉进行退火处理地工艺，以实现退火后的钛卷的力学性能、化学成分和表面质量都能满足用户要求；且能大大缩短退火周期，降低退火的能耗，降低成本。
本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)将表面清洁的钛卷装入真空保护气氛退火炉内，抽真空至真空度达到1.0×10-3Pa后，以100~200℃/h的升温速度升到430~500℃，保温1.5~2.5小时；
(2)用高纯惰性气体在压力为-10kPa～-5kPa微负压条件下在炉内进行循环，并以80~150℃/h的升温速度让钛卷升温到600~750℃，保温2~8小时；
(3)关闭加热系统，按降温速度为100~200℃/h，降温到400-550℃，开启强制冷却系统进行加速降温，至冷却到170℃后出炉。
所述强制冷却系统带有换热器。
所述惰性气体是纯度高于99.99％的氩气。
本发明使退火后钛卷的表面质量提高，钛卷内外圈的组织和性能均一，检测后表面没吸氢现象，其力学性能、化学成分和表面质量都能满足用户要求。采用带有换热器的强制冷却系统后，惰性气体在循环时，通过换热器对惰性气体进行冷却，从而带走炉内的热量，可以大大的缩短退火周期，降低退火的能耗，生产成本相应的降低。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1：
(1)将表面清洁的钛卷装入真空保护气氛退火炉内，抽真空至真空度达到1.0×10-3Pa后，开始以150℃/h的升温速度升到450℃，保温2小时；
(2)采用纯度高于99.99％的氩气、在压力为-10kPa～-5kPa条件下在炉内进行循环，以100℃/h的升温速度让钛卷升温到680℃，保温4小时；
(3)保温结束后，关闭加热系统，按降温速度为150℃/h降温到540℃，开启带有换热器的强制冷却系统进行加速降温，冷却到170℃后出炉。
实施例2：
(1)将表面清洁的钛卷装入真空保护气氛退火炉内，关闭炉门后开抽高真空，当真空度达到1.0×10-3Pa后，开始以100℃/h的升温速度让钛卷升温到500℃，保温1.5小时；
(2)采用纯度高于99.99％的氩气在炉内循环，控制炉内氩气的压力为-10kPa～-5kPa的微负压。以150℃/h的升温速度让钛卷升温到740℃，保温2小时；
(3)保温结束后，关闭加热系统，再以降温速度为140℃/h降温到460℃后，开启带有换热器的强制冷却系统进行加速降温，冷却到170℃出炉。
实施例3：
(1)将表面清洁的钛卷装入真空保护气氛退火炉内，抽真空至真空度达到1.0×10-3Pa后，开始以150℃/h的升温速度升到430℃，保温2.5小时；
(2)采用纯度高于99.99％的氩气、在压力为-10kPa～-5kPa条件下在炉内进行循环，以100℃/h的升温速度让钛卷升温到620℃，保温6小时：
(3)保温结束后，关闭加热系统，按降温速度为150℃/h降温到500℃，开启强制冷却系统进行加速降温，冷却到170℃后出炉。