CN102489959A

CN102489959A - 一种铝合金淬火板材生产方法及装置

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Publication number: CN102489959A
Application number: CN2011104101296A
Authority: CN
Inventors: 陈昌云; 李伟; 奉有才; 陈新民
Original assignee: Southwest Aluminum Group Co Ltd
Current assignee: Southwest Aluminum Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种铝合金淬火板生产方法，包括步骤：将铝带材料开卷；铝带以预设速度通过气垫炉，加热到第一预设温度使铝带内部组织固溶，并保温第一预设时间；淬火，在第二预设时间内冷却至第二预设温度；将铝带拉伸矫直至平直；卷取，将铝带卷取；对铝带进行横切剪切定尺形成淬火板成品。本发明还提供了一种实施上述生产方法的装置。本发明用气垫炉淬火替换了盐浴槽淬火，避免了由于受热不均导致淬火时铝板变形大的缺点，本发明的铝带以预设速度通过气垫炉，由于铝带在炉内受气垫支撑，炉内温度均匀，减缓了铝带的变形，而且避免了铝板之间由于变形产生的相互接触造成的划伤，因此，提高了铝合金淬火板的表面质量，从而提高产品合格率。

Description

一种铝合金淬火板材生产方法及装置

技术领域

本发明涉及板料加工技术领域，特别涉及一种铝合金淬火板材生产方法及生产装置。

背景技术

航天工业是研制与生产航天器、航天运载器及其所载设备和地面保障设备的工业，国防科技工业的重要组成部分，国防工业的一个重要行业，也是综合性的高技术产业之一。由于航天工业的严谨性因此对所使用的材料的质量要求非常高，尤其是厚度≤0.5mm的铝合金淬火薄板材，要求其表面不能有擦划伤、折伤、印痕等缺陷。

请参考图1，图1为现有技术中铝合金淬火板的生产方法的工艺流程图。传统生产铝合金淬火板的方法是采用块片式淬火生产，主要工艺为横切剪切-盐浴槽淬火-粗平矫直-压光-矫直-定尺，工作时，首先进行步骤S111横切剪切，将铝料切成块，然后进行步骤S112将几十块铝板浸在加热融化后的盐浴槽里，对铝板进行加热达到预设温度，步骤S113对铝板进行淬火冷却，然后步骤S114对铝板进行粗平矫直，对铝板表面的变形进行处理，再进行步骤S115对铝板表面进行压光，提高铝板表面的质量，最后再对铝板进行矫直，剪切或锯切成需要的尺寸，但是对于厚度≤0.5mm的铝合金淬火薄板材生产中在盐浴槽淬火时由于用盐浴加热铝板，使铝板表面和内部的温差突然增大导致铝板表面变形大，而且变形后的板块之间容易产生划伤，在矫直、压光等环节易产生擦划伤、折伤、印痕等缺陷，使板材表面达不到技术要求而报废。

因此，如何提高铝合金淬火板的表面质量，从而提高产品合格率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金淬火板的生产方法，提高铝合金淬火板的表面质量，从而提高产品合格率。本发明的另一个目的是提供一种用于生产铝合金淬火板的生产装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铝合金淬火板生产方法，包括以下步骤：

一种铝合金淬火板生产方法包括以下步骤：

1)将铝带材料开卷；

2)铝带以预设速度通过气垫炉，加热到第一预设温度使铝带内部组织固溶，并保温第一预设时间；

3)淬火，将铝带在第二预设时间内冷却至第二预设温度；

4)将铝带拉伸矫直至平直；

5)卷取，将铝带卷取；

6)对铝带进行横切剪切定尺形成淬火板成品。

优选地，上述的铝合金淬火板生产方法中，在步骤1)和步骤2)之间还包括：

11)对铝带进行切边；

12)缝合，将多个铝带依次首尾缝合。

优选地，上述的铝合金淬火板生产方法中，步骤2)的预设速度为20-40米/分，第一预设温度为495-505℃，第一预设时间为3-5min。

优选地，上述的铝合金淬火板生产方法中，所述步骤3)的第二预设时间为4-6秒，第二预设温度为50℃。

优选地，上述的铝合金淬火板生产方法中，所述淬火板成品的厚度为0.3-0.5mm。

一种铝合金淬火板生产装置，包括：

用于支撑和加热铝带的气垫炉，包括用于支撑铝带的气垫；

用于冷却的淬火槽，所述淬火槽设置有喷嘴；

用于对铝带拉伸矫直的拉伸矫直机，所述拉伸矫直机包括矫直辊和至少两组张紧辊组；

用于卷取的卷取机；

用于定尺剪切的横切机。

优选地，上述的铝合金淬火板生产装置中，所述张紧辊组为两组，具体为前张紧辊组和后张紧辊组。

本发明所提供的一种铝合金淬火板的生产方法，改变现有通过盐浴槽加热铝板然后淬火，再经过后期处理得到铝合金淬火板的方法，而是将铝合金材料开卷，直接对铝带处理，铝带以预设速度通过气垫炉，加热到预设温度使铝合金固溶，并保温预设时间，然后对达到固溶状态的铝带淬火冷却至预设温度，再对铝带拉伸矫直至平直，由于本发明用气垫炉淬火代替了盐浴槽淬火，避免了由于受热不均导致加热和淬火时铝板变形大的缺点，本发明的铝带以预设速度通过气垫炉，由于铝带在炉内受气垫支撑，炉内温度均匀，减缓了铝带的变形，而且避免了铝板之间由于变形产生的相互接触造成的划伤，因此，提高了铝合金淬火板的表面质量，从而提高产品合格率。

附图说明

图1为现有技术中提供的一种铝合金淬火板生产方法的工艺流程图；

图2为本发明提供的一种铝合金淬火板生产方法的工艺流程图；

图3为本发明实施例提供的铝合金淬火板生产装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明目的是提供一种铝合金淬火板的生产方法，提高铝合金淬火板的表面质量，从而提高产品合格率。本发明的另一个目的是提供一种用于生产铝合金淬火板的生产装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明提供的一种铝合金淬火板生产方法的工艺流程图。

本发发明提供了一种铝合金淬火板生产方法，包括以下步骤：

步骤S1：将铝带材料开卷；

本发明将现有的铝板用铝带代替，现有的技术中是对铝板加热，由于铝板之间的接触变形会在铝板表面造成擦伤，因此本发明直接对铝带进行加热，避免了铝板之间的接触擦伤。

步骤S2：铝带以预设速度通过气垫炉，加热到第一预设温度使铝带内部组织固溶，并保温第一预设时间；

为了解决现有的用盐浴槽淬火使铝板内外的温差大的问题，本发明将铝带以预设的速度通过气垫炉，在气垫炉里完成加热并保温第一预设时间，使铝带的组织转变到淬火需要的状态。

步骤S3：淬火，在第二预设时间内冷却至第二预设温度；

在第二预设时间里将铝带冷却至第二预设温度，使铝带的硬度增大，得到所需要的性能。

步骤S4：将铝带拉伸矫直至平直；

为了达到所需要的厚度的铝板，需要对铝带进行拉伸，而且由于铝带在加热过程中表面由于温度的变化会产生变形，为了消除这种变形提高铝带表面的质量，需要将铝带矫直，使最终形成所需要的厚度的铝带。

步骤S5：卷取，将铝带卷取；

为了便于对铝带进行处理，需要对铝带进行卷取。

步骤S6：对铝带进行横切剪切定尺，形成淬火板成品。

由于需要的铝合金淬火板是有尺寸要求的，所以需要对铝带进行横切剪切然后定尺最终形成所需要的淬火板成品。

在一个实施例中铝合金淬火板的生产方法在上述步骤S1和S2之间还包括：

步骤S11：对铝带进行切边；

由于有些铝带的边缘部分存在毛刺或者损坏的问题，因此，需要对铝带进行切边处理，切到要求的宽度。

步骤S12：缝合，将多个铝带依次首尾缝合。

为了实现工序的连续性，本发明将多个铝带的首尾依次缝合在一起，减少了工作过程中重新安装铝带的时间，保证淬火过程的连续性，提高了工作效率。

本发明的核心目的是生产厚度≤0.5mm的铝合金淬火薄板材，而气垫炉淬火工艺的主要工艺参数是淬火温度、机列速度和气垫压力。其中，不同的合金的淬火温度范围是不同的，例如：2024合金淬火加热温度是495-505℃，6061合金淬火加热温度是535-545℃。本发明提供的铝带的相应的第一预设温度为495-505℃。气垫压力的大小是根据铝带的厚度来确定的，压力过大，铝带在炉内会发生板型不良，甚至与上、下气垫接触；而压力过低，会造成铝带支撑不足，漂浮位置太低造成划伤。厚度不同时机列速度和气垫压力也不同，例如：厚度为0.3mm铝带材气垫炉淬火机列速度为25-35米/分，气垫压力为20-30mmH₂O，厚度为0.5mm铝带材气垫炉淬火机列速度为20-30米/分，气垫压力为30-40mmH₂O。

为了使铝带内部组织充分固溶又不至于使加热时间过长造成浪费，本发明将铝带的预设速度设置为20-40米/分；加热、保温的时间为3-5min左右。

为了使淬火后的铝带的硬度达到所需要的要求，需要对加热后的铝带进行迅速降温，对于生产厚度≤0.5mm的铝合金淬火薄板材在加热取出后在第二预设时间内迅速降至第二预设温度，本发明设置的铝带在生产淬火板过程中的第二预设时间为4-6秒，第二预设温度50℃左右，并在4-6秒内降至50℃左右。

为了能生产出所需要的铝合金淬火板，最后经过拉伸将铝带拉至平直。

请参考图3，图3为本发明实施例提供的铝合金淬火板生产装置的结构示意图。

本发明提供的一种铝合金淬火板生产装置，包括：气垫炉1，淬火槽2，拉伸矫直机3，卷取机4和横切机5。其中：

气垫炉1是用于对铝带进行加热和保温的，包括用于支撑铝带的气垫，使铝带不与加热炉直接接触，铝带在气垫上以一定的速度通过，气垫在气垫炉1内部由于加热炉的作用使气垫也达到较高的温度，用于对气垫上的铝带加热，避免了铝带表面的温度变化太快使铝带内部和外部的温差大而产生的铝带表面变形。

淬火槽2为淬火板提供了快速冷却环境，在淬火槽2上设置了多排喷嘴，经过气垫炉1加热并保温后的铝带在到达工艺规定的热处理温度后出炉在淬火槽2里进行水喷淋淬火，冷却速度的大小将最终影响铝带的性能、耐蚀性和铝带的淬火变形。控制各组喷嘴压力的大小则是控制冷却速度和淬火变形的关键，压力的选择主要与铝带的厚度有关。

用于拉伸矫直的拉伸矫直机3，淬火后的铝带要得到平直的淬火板需要对铝带进行拉伸矫直，因此，本发明还提供了拉伸矫直机3，其中包括用于拉伸的张紧辊组和用于矫直的矫直辊。

卷取机4将平直的铝带卷取得到卷材，为后续的加工提供了方便。

横切机5根据要求对卷取的铝带进行定尺剪切，由于铝合金淬火板是有一定尺寸要求的，因此需要对铝带进行处理，最终得到铝合金淬火板成品。

为了给铝带的拉伸提供张力使铝带延伸，同时为了节约成本，本发明将张紧辊组设置为两组，具体的为前张紧辊组和后张紧辊组。由张紧辊组的速度差来提供铝带拉伸时的延伸率。矫直的控制是通过延伸率的大小、前后张力和矫直辊的压下量来控制的。拉矫延伸率根据铝料板型而变化，优选地，控制在1.0-2.5％。

以上对本发明所提供的铝合金淬火生产方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种铝合金淬火板生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将铝带材料开卷；

3)淬火，将铝带在第二预设时间内冷却至第二预设温度；

4)将铝带拉伸矫直至平直；

5)卷取，将铝带卷取；

6)对铝带进行横切剪切定尺形成淬火板成品。

2.根据权利要求1所述的铝合金淬火板生产方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)之间还包括：

11)对铝带进行切边；

12)缝合，将多个铝带依次首尾缝合。

3.根据权利要求1所述的铝合金淬火板生产方法，其特征在于，步骤2)的预设速度为20-40米/分，第一预设温度为495-505℃，第一预设时间为3-5min。

4.根据权利要求1所述的铝合金淬火板生产方法，其特征在于，所述步骤3)的第二预设时间为4-6秒，第二预设温度为50℃。

5.根据权利要求1所述的铝合金淬火板生产方法，其特征在于，所述淬火板成品的厚度为0.3-0.5mm。

6.一种铝合金淬火板生产装置，其特征在于，包括：

用于支撑和加热铝带的气垫炉，包括用于支撑铝带的气垫；

用于冷却的淬火槽，所述淬火槽设置有喷嘴；

用于卷取的卷取机；

用于定尺剪切的横切机。

7.根据权利要求6所述的铝合金淬火板生产装置，其特征在于，所述张紧辊组为两组，具体为前张紧辊组和后张紧辊组。