不锈钢管真空封切的实验探索

刘蒲刚

摘 要：文章对φ10x2不锈钢管真空封切的工艺过程及装置进行了实验探索，确定了封切时钢管温度、挤压力及封切装置刀口间隙因素对钢管封切的效果影响。其中温度和封切间隙对钢管封切效果影响较为明显。

关键词：不锈钢；真空封切；因素

中图分类号：TF764+.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）28-0062-02

不锈钢管真空封切是粉末冶金生产领域，尤其是有色金属粉末生产领域新兴的一种应用技术。本实验是研究用于稀有金属粉末的多孔材料生产。因研究的稀有金属物理特性决定，其大部分的高温处理过程都要求在真空下进行。将稀有金属粉末放置在不锈钢容器中并预留真空抽口，真空抽口为φ10x2不锈钢管，再通过真空抽口由高真空机组对容器进行抽空。当容器内真空度达到要求时通过封切设备真空抽口进行封真空并切断，使装有稀有金属粉末的不锈钢容器与高真空机组脱离并保持真空状态，然后就可进入下道烧结工序。为了拓展真空管道封切技术在粉末冶金及其他领域的应用，本文对不锈钢管真空封切技术的工艺进行了实验探索，主要摸索影响不锈钢管封切效果的主要因素，并进行工业化应用转化。

1 材料和方法

1.1 实验材料及实验装置

本文实验用材料为φ108x4不锈钢管两头封堵，其中一端接φ10x2不锈钢管作为真空抽口。

本文实验装置分为两部分，真空获得装置如图1所示，不锈钢管真空封切装置如图2所示

真空获得实验装置主要技术参数

1.1.1 极限压力 6.67×10-5Pa

1.1.2 抽气口通径 φ300mm

1.1.3 真空获得实验装置采用扩散泵与机械泵的组合，使真空容器件能获得较高高真空。主要结构（真空获得实验装置原理图见图1）采用TK-300型扩散泵作主抽泵， 2X-30型机械泵作其前级。机械泵口带有DDC-JQ65型电磁真空带充气阀，停电时自动关闭，使系统保持真空状态，并对机械泵放气以防止返油。在低真空管道上装有一个GI-80型手动高真空蝶阀作扩散泵前级阀，一个GD-J80型手动高真空挡板阀作预抽阀。TK-300型扩散泵上方装有LB-300型氟利昂挡板，以减少油蒸汽对真空系统的污染，氟利昂挡板上方装有GD-S300型手动高真空挡板阀作为系统的高阀。另配仪表架一个，上有电控箱以及ZDF-Ⅲ型复合真空计一台。

1.2 不锈钢管真空封切装置

该装置是在人工封切的基础上进行专门研发的。封切装置的动力提供为液压站。主要由油缸、动刀口、定刀口、调整螺钉、调整手柄和提手组成。工作时不锈钢管在动刀口和定刀口之间。定刀口由调整螺钉调整封切时两个刀口之间间隙，以确定油缸推出后不锈钢管是密封还是被切断。动刀口动力由液压缸提供。挤压φ10x2不锈钢管时，动刀口由油缸推动。

P1 2X-30型机械泵；P2 TK-300型扩散泵；V1 DDC-JQ65型电磁真空带充气阀；V2 GI-80型手动高真空蝶阀（低阀）；V3 GD-J80型手动高真空挡板阀（预阀）；V4 GD-S300型手动高真空挡板阀（高阀）；L LB-300型水冷挡板；G1 电阻规（低真空）；G2 电离规（高真空）

1.3 实验方案

1.3.1 不锈钢管真空封切实验过程如下：抽空→加热→压封真空抽口→切断。不锈钢管挤压封切后能够保持真空，就要求封切后不锈钢管内壁紧密。通过资料文献查询确定不锈钢管在挤压时的温度与封切道次有较大关系。所以设计实验包括三部分，第一部分是通过实验确定封切装置在封切不锈钢管时动刀口和定刀口封真空和切断的间隙。第二部分是在第一部分是结果上确认不锈钢管的封切的最佳温度。第三部分是在前面实验的基础上，关闭图1中V3 V4阀门后，测试容器漏率和真空抽口切断后容器的漏率，并比较。

1.3.2 实验具体步骤如下

第一步对不锈钢容器抽空达到要求的真空度后对系统进行漏率测定；第二步用火焰将φ10x2真空抽口不锈钢管加热至700°C左右，图2所示封切装置在真空机组和容器之间间隔50毫米40Mpa压力封压三道后，第四道切断，并对容器漏率进行测量；为了提高可靠性，以上实验分别重复做5次，其结果如表1所示。

2 实验结果和讨论

经过上述实验并对实验数据对比。关闭阀门后容器压升率与真空抽口封切后容器压升率相差不大，并且每组漏率测试差别最大为9.1×10-5，完全满足生产使用。从实验来看只要保证不锈钢真空管封切时温度正确，封切装置刀口间隙正确，就能保证不锈钢管的封切效果。在实际实验操作过程中由于操作的原因，每组封切管均进行了二次加热。

3 结束语

作为粉末冶金的一种新工艺，不锈钢管的封切方法既保证了真空度，又提高了生产效率，解决了阀门不能耐高溫的问题。在工业化应用转化过程中，已经将火焰加热改为可靠地中频感应加热，保证操作时不锈钢管温度的正确和操作安全性。本实验结果已经推广应用到多项产品的实际生产过程。

参考文献：

[1]达道安.真空设计手册[M].国防工业出版社，2004，7.

[2]张继玉.真空电炉[M].北京：冶金工业出版社，1994.

[3]成大先.机械设计手册（第四版）[M].化学工业出版社，2002.1

[4]王天泉.电阻炉设计[M].北京：航空工业出版社，2000.endprint