不銹鋼管真空封切的實驗探索

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行了實驗探索，確定了封切時鋼管溫度、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。

關鍵詞：不銹鋼；真空封切；因素

中圖分類號：TF764+.1 文獻標志碼：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領域，尤其是有色金屬粉末生產領域新興的一種應用技術。本實驗是研究用于稀有金屬粉末的多孔材料生產。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行。將稀有金屬粉末放置在不銹鋼容器中并預留真空抽口，真空抽口為φ10x2不銹鋼管，再通過真空抽口由高真空機組對容器進行抽空。當容器內真空度達到要求時通過封切設備真空抽口進行封真空并切斷，使裝有稀有金屬粉末的不銹鋼容器與高真空機組脫離并保持真空狀態，然后就可進入下道燒結工序。為了拓展真空管道封切技術在粉末冶金及其他領域的應用，本文對不銹鋼管真空封切技術的工藝進行了實驗探索，主要摸索影響不銹鋼管封切效果的主要因素，并進行工業化應用轉化。

1 材料和方法

1.1 實驗材料及實驗裝置

本文實驗用材料為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。

本文實驗裝置分為兩部分，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

真空獲得實驗裝置主要技術參數

1.1.1 極限壓力 6.67×10-5Pa

1.1.2 抽氣口通徑 φ300mm

1.1.3 真空獲得實驗裝置采用擴散泵與機械泵的組合，使真空容器件能獲得較高高真空。主要結構（真空獲得實驗裝置原理圖見圖1）采用TK-300型擴散泵作主抽泵， 2X-30型機械泵作其前級。機械泵口帶有DDC-JQ65型電磁真空帶充氣閥，停電時自動關閉，使系統保持真空狀態，并對機械泵放氣以防止返油。在低真空管道上裝有一個GI-80型手動高真空蝶閥作擴散泵前級閥，一個GD-J80型手動高真空擋板閥作預抽閥。TK-300型擴散泵上方裝有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的高閥。另配儀表架一個，上有電控箱以及ZDF-Ⅲ型復合真空計一臺。

1.2 不銹鋼管真空封切裝置

該裝置是在人工封切的基礎上進行專門研發的。封切裝置的動力提供為液壓站。主要由油缸、動刀口、定刀口、調整螺釘、調整手柄和提手組成。工作時不銹鋼管在動刀口和定刀口之間。定刀口由調整螺釘調整封切時兩個刀口之間間隙，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，動刀口由油缸推動。

P1 2X-30型機械泵；P2 TK-300型擴散泵；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（低真空）；G2 電離規（高真空）

1.3 實驗方案

1.3.1 不銹鋼管真空封切實驗過程如下：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壁緊密。通過資料文獻查詢確定不銹鋼管在擠壓時的溫度與封切道次有較大關系。所以設計實驗包括三部分，第一部分是通過實驗確定封切裝置在封切不銹鋼管時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果上確認不銹鋼管的封切的最佳溫度。第三部分是在前面實驗的基礎上，關閉圖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 實驗具體步驟如下

第一步對不銹鋼容器抽空達到要求的真空度后對系統進行漏率測定；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，并對容器漏率進行測量；為了提高可靠性，以上實驗分別重復做5次，其結果如表1所示。

2 實驗結果和討論

經過上述實驗并對實驗數據對比。關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，完全滿足生產使用。從實驗來看只要保證不銹鋼真空管封切時溫度正確，封切裝置刀口間隙正確，就能保證不銹鋼管的封切效果。在實際實驗操作過程中由于操作的原因，每組封切管均進行了二次加熱。

3 結束語

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，又提高了生產效率，解決了閥門不能耐高溫的問題。在工業化應用轉化過程中，已經將火焰加熱改為可靠地中頻感應加熱，保證操作時不銹鋼管溫度的正確和操作安全性。本實驗結果已經推廣應用到多項產品的實際生產過程。

參考文獻：

[1]達道安.真空設計手冊[M].國防工業出版社，2004，7.

[2]張繼玉.真空電爐[M].北京：冶金工業出版社，1994.

[3]成大先.機械設計手冊（第四版）[M].化學工業出版社，2002.1

[4]王天泉.電阻爐設計[M].北京：航空工業出版社，2000.endprint