1、中华人民共和国航空工业标准HB/Z 239-93 膨胀合金热处理工艺说明书1993-11-05发布1994-03-01实施中国航空工业总公司批准中华人民共和国航空工业标准膨胀合金热处理工艺说明书1 主题内容与适用范围HB/Z 239-93 本标准规定了玻封合金、瓷封合金和低膨胀合金及其制件的热处理种类和目的、设备控制、材料控制、热处理工艺及其控制和检验等要求。本标准适用于玻封合金、封合金、低膨胀合金及其制件的热处理。2 51用标准GBn97 铁镇钻玻封含金4129和4144技术条件GBnlOO 膨胀含金的尺寸、外形、表面质量、试验方法和检验规则的一般规定GBnl02 瓷封合金4J33、4134
2、技术条件GBnl03 铁镇错、铁镇封接含金技术条件GBnl09 铁锚玻封合金4J28技术条件GBnll0 低膨胀合金4J32、4J36、4138、4J40技术条件GB 4339 金属材料热膨胀特性参数测量方法GB 5778 膨胀合金气密性试验方法GB 6394 金属平均品粒度测量法HB 5335 电镀和化学覆盖工艺质量控制标准HB 5354 航空制件热处理质量控制标准HB 5425 航空制件热处理炉有效加热区测量方法3 热处理种类和目的3. 1 净化退火玻封含金和资封舍金制件的净化退火是为了降低制件表团含碳量和进一步净化表面。3.2 中间遇火膨胀合金及其制件的中间退火是为了消除冷作硬化、提高塑
3、性、改善冲压、弯曲等机械加工性能。3.3 去应力遇火膨胀含金及其制件的去应力退火是为了去除由于塑性变形加工、焊接等造成的残余应力。3. 4 预氧化处理玻封合金制件的预氧化处理是为了使制件表团形成一层与基体结合牢固，且容易被玻璃润湿的氧化膜。中国航空工业总公司1993-11-05发布1994-03-01实施1 3.5 洋火、固火和稳定化处理3. 5. 1 Y卒火HB/Z 239-93 低膨胀合金及其制件的浑火是为了使合金获得最低的膨胀系数。3. 5. 2 回火低膨胀合金及其制件的回火是为了消除应力、稳定组织，获得稳定的膨胀系数。3.5. 3 稳定化处理低膨胀合金及其制件的稳定化处理是为了消除残余
4、应力，提高制件的尺寸稳定性。4 设备控制4. 1 加热设备4. 1. 1 膨胀合金及其制件的热处理一般应在非增碳性气氛炉中加热，可选用氢气炉、真空炉、氨分解炉和惰性气体保护炉等。对于留有较大加工余量的制件的热处理、封接合金的预氧化处理及低膨胀合金的稳定化处理，允许在空气介质的炉中加热。4. 1.2 加热设备的炉温均匀性应满足HR5354中III类炉要求，其中炉温均匀性测试按HB 5425进行。4.1.3 各种加热设备应具有温度自动调节、记录和报警装置，并应符合HB5354对加热设备的规定。4. .4 真空退火炉应能满足工艺要求a在余压不大于O.13Pa的状态下，其压升率应小于O.67Pa/ho
5、 4. ,. 5 氢气退火炉应能根据工艺要求对炉气进行必要的调整和控制。4. 2 淳火槽4.2.1 降火槽的大小和冷却能力应满足?卒火工艺要求。4.2.2 1，平火油槽的温度一般应保持在20-60 Oc。悴火水槽温度应保持在1O350C。必要时应安装加热和冷却装置，并配备控温精度不大于5OC:的感温元件。4.3 清洗设备4.3.1 清洗设备应满足HB5354要求。各种槽液应有明显的区分标志，对槽液质量控制的要求应符合HB5354和HB5335的规定。4.3.2 清洗设备应能根据清洗效果对槽液进行必要的调整和更换，对有温度要求的清洗设备应配备控温精度不大于50C的测温仪表。5 材料控制5.1 原
6、材料制件用原材料应分别符合GBn97、GBnl02、GBnl03、GBnl09和GBn110的规定。5.2 重要工艺材料5.2.1 热处理用重要I丁艺材料的化学成分应符合相应国标或行业标准的规定。5.2.2 所使用的工艺材料，包括加热介质、清洗液和保护介质均不应对热处理制件产生有害影响。HB/Z 239-93 5.2.3 重要工艺材料必须进行批次复验，复验项目按HB5354要求进行。5.2.4 退火炉用的氢气应符合HB5354要求。经炉内排出后，其露点应低于一32(:。5.2.5 采用饱和理氢的露点应控制在2030C，其他杂质含量应符合HB5354对氢气纯度的要求。饱和湿氢的制取万法参照附录A
7、(参考件)。6 热处理工艺6. 1 热处理前的准备6. 1. 1 热处理前，应将制件表面的油、标记漆和其他污物清除干净，并充分脱水干燥。6. 1.2 对已形成氧化物层的制件表面(预氧化膜除外)，应采用酸洗、抛光或其他方法予以去除。必要时可先在熔融碱液中碱浸疏松，然后再酸洗。为防止酸洗制件产生点腐蚀，必须严格控制酸洗工艺。酸洗后制件应充分清洗并干燥。6.1.3 经清洗干燥的制件，应戴细纱手套操作，不得赤手接触。6.1.4 工夹具及料舟每次使用时，必须清洁、干燥，不得对制件产生有害影响。6.1.5 为防止制件加热时变形，可采用专用夹具装夹。为防止制件之间、制件与夹具之间发生高温粘结，可采用经熔烧过
8、的氧化铝粉或氧化镇粉隔离。6. 1.6 氧化铝粉和氧化镜粉的培烧工艺为:将其置于陶怪容器中，在1000-1100C的电炉中加热2施，随炉冷至3000C以下出炉，空冷至室温，封存待用。当存放时间较长时，应酌情进行培烧或干燥。6.2 热处理制度6.2. 1 玻封合金和自封合金制件净化退火制度见表10表1热处理工艺参数合金牌号加热温度保温时间保护介质。C盯l1n4J29、4J44950-1050 1560 氢气、真空4133、4J34800- 950 2060 氢气、真空、惰性气体4142、4145、4150880-920 30-50 氢气、真空注:采用真空退火时，保温时间应适当延长。对于菠封制件，
9、保护介质应采用饱和商量氢。6.2.2 膨胀合金及其制件中间退火制度见表20冷却方式以运3000CIh的速度冷至2000C以下出炉3 HB/Z 239- 93 表2热处理工艺参数含金牌号加热温度保温时间保护介质冷却方式。C日un4J29、4144750900 15-60 4133、4134416、4147、4149800900 20-60 冷却至2000C真空、氢气、惰性气体以下出妒4142、4145、4150700-850 3060 一-一一750WO 20-60 4J32、4)36830-880 60-180 注:采用真空退火时，保温时间应适当延民.6.2.3 低膨胀合金及其制件热处理制度见
10、表3。表3热处理工艺参数合金牌号热处理加热温度保温时间保护介质冷却方式。ch 津!k 830.-.860 0. 5-., 1 保护气氛、盐治水冷、油冷4J32、4J36回火315士1014 保护气氛、真空4J38、4J40随炉玲、空冷稳定化处理95 48 ，-一一6.2.4 玻封合金制件预氧化处理制度见表4。表4热处理工艺参数合金牌号加热温度保温时间氧化介质冷却方式。Cmm 4129、4446,_,10 700-900 唱庐飞0: 空冷4142、4.145、4J505-20 4128 9501200 40-120 饱和湿氢随炉冷4J6、4J47、4J49900-1250 20- 120 4 H
11、B/Z 239-93 6.2.5 膨胀合金及其制件(不含4J28)去应力退火制度:在保护介质中加热，于4005500C保温l，._，泊，随炉冷却或空冷。6.2.6 加热温度和保温时间的选择原则6.2. 6. 1 净化退火应根据合金含碳量和有效尺寸确定加热温度和保温时间。一般合金含碳量高、制件有效尺寸大，应选用较高加热温度和较长保温时间。6.2.6.2 拉伸、冲压和弯曲制件的中间退火，应根据变形量大小确定加热温度和保温时间。变形量大，一般应选用较高加热温度和较短保温时间。6.2.6. 3 预氧化处理应根据制件对氧化膜质量的要求(见8.2条)，合理选择加热温度与保温时间。7 工艺控制7. 1 热处
12、理前的控制7. ,. 1 热处理前，操作者应检查随制件来的工艺路线卡，其上的图号、工序号和材料牌号必须与工艺规程一致。7. 1. 2 入炉制件表面应无碰伤、划伤、锈蚀及其他污物.其尺寸和光洁度等应符合工艺规程要求。7. ,. 3 热处理炉、测量仪表和控制仪表使用前应处于正常状态，并应满足工艺要求。7. .4 入炉制件的放置，装炉量应能保证真均匀的加热。7.2 热处理过程控制7.2. 1 按照本标准制定的热处理制度，应进行必要的工艺试验.并履行签署手续。7.2.2 热处理过程中，严禁擅自变更加热温度、保温时间、保护介质和冷却速度等工艺参数，并应做好操作原始记录。7.2.3 采用真空处理时，其炉内
13、余压应不大于Q.13Pa。8检验8. 1 按图样或工艺文件要求检查制件表面质量与几何尺寸。对于玻封含金或瓷封含金制件，不允许对封接质量有影响的缺陷存在。对低膨胀合金制件，其表面应无氧化。8.2 封接合金的氧化膜质量按表5检查。量质膜化和一氧合金牌号增重mg/cmZ 外观442、445、4J50O. 1 -0. 3 表面致密，牢固5 HB/ Z 239-93 续表5氧化膜质量合金牌号增重mg/cm2 外观4J29、4J44表面致密，牢固.呈灰色4J6、4J47、4149o. 2-0.4 表面致密，牢固，呈深橄榄绿色4J28 表面致密，牢圃，呈暗绿色8. 3 膨胀合金制件的晶粒度要求按王艺文件执行
14、，莫测定方法按GB6394进行。8. 4 制件的膨胀系数、气密性及相变要求按图样规定检查，其检测方法分别按GB4339、GB 5778和GBnl00附录A进行。HB/Z 239-93 附录A饱和湿氢制取方法(参考件)Al 将氢气入口管插入装有蒸馆水的密闭容器中，氢气出口管从液面上端引出，然后将容器置于50600C的水中保持，通入氢气，此时氢气出口管排出的气体即为饱和湿氢(见图Al)。因Al附加说明:本标准由中国航空工业总公司航空材料、热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由中国航空工业总公司二一二厂负责、六三一所、六一八所、陕西钢铁研究所参加起草。本标准主要起草人=赵哨民、张绍选、安波、赵广文、井均田、郭祥林。
