CN102108476A - 一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法，采用了包括依次相连的热处理装置、温度控制模块和计算机控制中心的改性制备系统；所述热处理装置包括电加热炉、冷水槽、外部导轨支架和装料小车；本方法包括装料、加热、保温、冷却等步骤。本发明方法处理得到的产品经检验，力学性能能够满足航空使用的要求；同时由于本产品是以普通2A12-O铝合金加工好的工件，进而通过热处理进行二次改性制备得到，材料成本便宜；另外本方法使用的处理系统也是由很多现有常规工具的组合得到，故设备成本便宜，使其具有生产成本低的优点。

Description

一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法

技术领域

本发明涉及高强高韧铝合金改性制备领域，特别涉及高强高韧铝合金航空安全件的改性制备方法。

 

背景技术

铝合金材料因其具有比重小、比强度和比刚度高，而成为理想的航空轻合金材料。航空安全件是一种用于航空飞机上保证乘坐人员安全的必备器材，比如航空座椅安全框架、航空座椅保护带扣子等。由于航空飞机的飞行速度很快，故用于航空飞机的安全件与用于车辆的安全件比，对比强度和比刚度高等性能要求更高，必须要达到3mm≥3060LBF的受力标准才能满足要求。故现有技术中，航空用安全件均是采用不锈钢等特殊金属材料制成的，成本较高。

铝合金是以铝为基的合金总称，是一种应用较为广泛的一类有色金属结构材料。铝合金具有轻量化、低成本的优点，但是用普通铝合金材料加工制造的乘客安全件，只能够满足普通车辆上使用的性能要求，还达不到航空安全件需要达到3mm≥3060LBF的受力标准的要求。

故申请人考虑到，如果能够基于普通铝合金材料加工制造的安全件基础上，开发一种再次改性制备的方法，使其性能满足航空使用的标准，则可以既满足产品受力标准要求，又显著降低成本。

 

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种铝合金航空安全件改性制备方法，使其能够基于普通2A12-O铝合金而得到满足性能要求的航空安全件。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法，其特点在于，采用了如下结构的改性制备系统，该改性制备系统包括依次相连的热处理装置、温度控制模块和计算机控制中心；所述热处理装置包括电加热炉、冷水槽、外部导轨支架和装料小车；所述电加热炉包括带内腔的炉体，炉体内具有与温度控制模块连接的电发热装置，炉体内腔一侧设置有隔热门，炉体内腔底部固定设置有正对隔热门的内部导轨；所述冷水槽设置于炉体隔热门外侧的下方；所述外部导轨支架位于冷水槽上方，外部导轨支架上可滑动地设置有外部导轨，外部导轨一端可滑动到炉体内腔中并与内部导轨对接，所述外部导轨支架上固定向下设置有支撑体，所述支撑体使得外部导轨与内部导轨位于同一水平面上；所述装料小车包括一个盒体，所述盒体下端设置有安装在导轨上的滚轮，盒体底部设置有可外开的漏料门，漏料门开合端的盒体上设置有门拴，门拴中部可转动地连接在盒体上，门拴一端用于向上支撑起漏料门，门拴另一端延伸出盒体外侧；所述外部导轨支架上还固定设置有装料小车挡板和门拴撞击块；所述炉体内部还设置有与计算机控制中心连接的温度探头；

本方法包括以下步骤，a、将待改性制备处理的2A12-O的铝合金航空安全件工件放置到装料小车内，装料小车位于外部导轨上；b、关闭炉体上的隔热门，接通电源，通过计算机控制中心发送指令到温度控制模块并控制电发热装置开始加热；c、当温度探头检测到温度达到505℃后，打开电加热炉隔热门，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，将装料小车推入电加热炉中，再将外部导轨沿外部导轨支架拉出炉体并关闭隔热门继续加热；d、当温度探头检测到温度再次上升至480℃后，计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制电发热装置减缓加热，使温度在40—45分钟内达到505℃；e、当温度探头检测到温度达到505℃后，计算机控制中心开始计时，同时通过计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制温度保持在504—505℃之内（此控制方法为当温度超出505℃后控制电发热装置停止加热，当温度低于504℃后控制电发热装置开始加热）；f、计算机控制中心计时10分钟后，停止加热；g、将隔热门打开，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，再用铁钩将装料小车沿导轨拉出，使装料小车与装料小车挡板相撞而停止，同时装料小车的门拴延伸出盒体外侧的一端因为被门拴撞击块阻挡，而使门拴发生转动令漏料门打开，装料小车内的工件掉入冷水槽的冷水中进行冷却，整个改性制备完成；此步骤中所述隔热门打开至工件掉入冷水槽冷水中的时间在10秒内完成，所述冷水温度为15—30℃。

本发明的原理是对已经加工成型的2A12-O的铝合金航空安全件工件，采用固溶处理的方式通过热处理进行二次改性制备，以改善其力学性能，使其达到航空使用的标准。技术方案中，采用了预设程序的计算机控制中心，可以保证温度控制的自动运行；采用的处理系统，具有结构简单，成本低廉，便于固溶方法实施，便于操作等优点；设计的可滑动的外部导轨、漏料门、门拴装置等结构，不仅仅可以使得装料、上料进炉等步骤更加方便快捷，而且可以保证步骤g的过程能够顺利地在10秒内完成。通过本处理方法得到的铝合金航空安全件，经检验，能够达到3060LBF以上的受力标准，从而满足航空使用的标准要求。

本发明方法处理得到的产品经检验，力学性能能够满足航空使用的要求；同时由于本产品是以普通2A12-O铝合金加工好的工件，进而通过热处理进行二次改性制备得到，材料成本便宜；另外本方法使用的处理系统也是由很多现有常规工具（比如导轨、小车、冷水槽等）的组合得到，故设备成本便宜，使其具有生产成本低的优点。

 

附图说明

图1为本发明中采用的处理系统的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面处局部放大视图。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的结构作进一步的详细说明。

具体实施时，一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法，采用了如图1和图2所示结构的改性制备处理系统，该改性制备处理系统包括依次相连的热处理装置、温度控制模块和计算机控制中心（图中未显示温度控制模块和计算机控制中心的结构）；所述热处理装置包括电加热炉、冷水槽1、外部导轨支架2和装料小车；所述电加热炉包括带内腔的炉体4，炉体4内具有与温度控制模块连接的电发热装置5，炉体4内腔一侧设置有隔热门6，炉体4内腔底部固定设置有正对隔热门的内部导轨7；所述冷水槽1设置于炉体隔热门6外侧的下方；所述外部导轨支架2位于冷水槽1上方，外部导轨支架2上可滑动地设置有外部导轨8，外部导轨8一端可滑动到炉体4内腔中并与内部导轨7对接，所述外部导轨支架2上固定向下设置有支撑体9，所述支撑体9使得外部导轨8与内部导轨7位于同一水平面上；所述装料小车包括一个盒体3，所述盒体3下端设置有安装在导轨上的滚轮10，盒体3底部设置有可外开的漏料门11，漏料门11开合端的盒体上设置有门拴12，门拴12中部可转动地连接在盒体3上，门拴12一端用于向上支撑起漏料门11，门拴12另一端延伸出盒体3外侧；所述外部导轨支架2上还固定设置有装料小车挡板14和门拴撞击块15；所述炉体4内部还设置有与计算机控制中心连接的温度探头16；

本方法包括以下步骤，a、将待改性制备处理的2A12-O的铝合金航空安全件工件放置到装料小车内，装料小车位于外部导轨上；b、关闭炉体上的隔热门，接通电源，通过计算机控制中心发送指令到温度控制模块并控制电发热装置开始加热；c、当温度探头检测到温度达到505℃后，打开电加热炉隔热门，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，将装料小车推入电加热炉中，再将外部导轨沿外部导轨支架拉出炉体并关闭隔热门继续加热；d、当温度探头检测到温度再次上升至480℃后，计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制电发热装置减缓加热，使温度在40—45分钟内达到505℃；e、当温度探头检测到温度达到505℃后，计算机控制中心开始计时，同时通过计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制温度保持在504—505℃之内（此控制方法为当温度超出505℃后控制电发热装置停止加热，当温度低于504℃后控制电发热装置开始加热）；f、计算机控制中心计时10分钟后，停止加热；g、将隔热门打开，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，再用铁钩将装料小车沿导轨拉出，使装料小车与装料小车挡板相撞而停止，同时装料小车的门拴延伸出盒体外侧的一端因为被门拴撞击块阻挡，而使门拴发生转动令漏料门打开，装料小车内的工件掉入冷水槽的冷水中进行冷却，整个改性制备完成；此步骤中所述隔热门打开至工件掉入冷水槽冷水中的时间在10秒内完成，所述冷水温度为15—30℃。

为了验证本发明实际处理效果，申请人采用拉力机对上述方法处理得到的一组铝合金航天安全件进行了断裂力检测试验，测试温度为20±5度，拉力机上升速度S=1in/min；测试结果如下表：

上述测试中，采用随机抽取的方式，抽取了两批处理后的工件进行试验，试验结果表明所有构件均能够达到3060LBF以上的受力标准。故可以证明，本方法不仅实施方便，成本低廉，而且处理后的铝合金航空安全件的力学性能能够满足航空要求。故为航空安全件的加工提供了一种简单、方便且成本低廉的加工方法。

Claims (1)

1.一种高强高韧铝合金航空安全件改性制备方法，其特点在于，采用了如下结构的改性制备系统，该改性制备系统包括依次相连的热处理装置、温度控制模块和计算机控制中心；所述热处理装置包括电加热炉、冷水槽、外部导轨支架和装料小车；所述电加热炉包括带内腔的炉体，炉体内具有与温度控制模块连接的电发热装置，炉体内腔一侧设置有隔热门，炉体内腔底部固定设置有正对隔热门的内部导轨；所述冷水槽设置于炉体隔热门外侧的下方；所述外部导轨支架位于冷水槽上方，外部导轨支架上可滑动地设置有外部导轨，外部导轨一端可滑动到炉体内腔中并与内部导轨对接，所述外部导轨支架上固定向下设置有支撑体，所述支撑体使得外部导轨与内部导轨位于同一水平面上；所述装料小车包括一个盒体，所述盒体下端设置有安装在导轨上的滚轮，盒体底部设置有可外开的漏料门，漏料门开合端的盒体上设置有门拴，门拴中部可转动地连接在盒体上，门拴一端用于向上支撑起漏料门，门拴另一端延伸出盒体外侧；所述外部导轨支架上还固定设置有装料小车挡板和门拴撞击块；所述炉体内部还设置有与计算机控制中心连接的温度探头；

本方法包括以下步骤，a、将待改性制备处理的2A12-O的铝合金航空安全件工件放置到装料小车内，装料小车位于外部导轨上；b、关闭炉体上的隔热门，接通电源，通过计算机控制中心发送指令到温度控制模块并控制电发热装置开始加热；c、当温度探头检测到温度达到505℃后，打开电加热炉隔热门，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，将装料小车推入电加热炉中，再将外部导轨沿外部导轨支架拉出炉体并关闭隔热门继续加热；d、当温度探头检测到温度再次上升至480℃后，计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制电发热装置减缓加热，使温度在40—45分钟内达到505℃；e、当温度探头检测到温度达到505℃后，计算机控制中心开始计时，同时通过计算机控制中心发送指令至温度控制模块并控制温度保持在504—505℃之内；f、计算机控制中心计时10分钟后，停止加热；g、将隔热门打开，将外部导轨沿外部导轨支架推动使其一端进入炉体内腔中并与内部导轨对接，再用铁钩将装料小车沿导轨拉出，使装料小车与装料小车挡板相撞而停止，同时装料小车的门拴延伸出盒体外侧的一端因为被门拴撞击块阻挡，而使门拴发生转动令漏料门打开，装料小车内的工件掉入冷水槽的冷水中进行冷却，整个改性制备完成；此步骤中所述隔热门打开至工件掉入冷水槽冷水中的时间在10秒内完成，所述冷水温度为15—30℃。

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