CN102825146A - 热压金属坯料的可控冷却设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种热压铝坯料或其他金属坯料的可控冷却热处理方法，其特征在于，所述坯料被放置在水平设置的托架上，并在560℃温度下保持一段时间，所述托架包括卡爪，所述托架连同绑定其上的坯料绕着一个水平枢轴销旋转90°，从而将坯料的一端部分浸入到水槽中，所述水槽中的水的温度等于或稍稍高于环境温度。

Description

热压金属坯料的可控冷却设备及方法
技术领域
本发明涉及一种热压金属坯料的可控冷却设备。
本发明还涉及一种热压金属坯料的可控冷却方法，该方法构成了本发明的一部分。
背景技术
本发明所述设备能够使得热压金属坯料被浸入到水槽中，所述水槽包括数个喷嘴，水流从所述喷嘴喷出，并使得水槽中的水以涡流状态存在。
通过调整所述坯料浸入所述水槽的时间，使得坯料以不同的方式冷却。
发明内容
本发明所述的设备不同于类似申请中的常规冷却设备，其不需要复杂的调节电路，仅仅需要一个循环水泵来控制水使其以涡流状态存在，同时通过调节坯料的浸入和抽出的速度来控制坯料的浸入时间。
该操控系统可以进行连续的直观的操作，因为冷却水被保持在一个中等的涡流状态且不需要外围的包装组件。
本发明所述系统包括一个浸入冷却系统，至少可以以8000watt/m2K的速度传导热量，且在涡流状态下很容易达到10000watt/m2K，从循环时间水平的角度来说具有明显的优势。
高效快速的控制冷却的能力使得本已结构简单的所述设备更加增色不少。
附图说明
以上提到的和其他的关于本发明所述设备的功能和结构特征将会在以下的附图中体现的更加明显：
图1为本发明所述冷却设备的示意图，其上安装有一个冷却槽。
图2为同一设备的另一顶部示意图，其包括一个水平设置的托架，该托架上安装有一块坯料，该坯料处于水平位置。
图3为本发明所述设备的示意图，坯料托架被垂直放置且处在浸入操作步骤。
图4为本发明所述设备的另一顶部示意图。
图5为坯料托架支件、驱动装置和卡爪，所述驱动装置能够驱动托架转动，所述卡爪协助所述托架抓紧金属坯料；和
图6为本发明所述设备基台的另一顶部示意图，包括基座，轮结构和用于提升的第一液压缸。
具体实施方式
引用以上提到的附图中的编号，本发明所述的冷却设备专门被设计用作热压金属坯料18的可控冷却，所述金属坯料可以由铝或其他金属材料制成。
众所周知，坯料进行热压工艺时，必须将其在大约560℃温度下进行热处理，此时，所述坯料被固定在水平托架11上，所述水平托架11包括数个卡爪12。
所述金属坯料18的托架11可以绕着水平枢轴销32做90°旋转。
所述托架11被一个托架支件10所支撑，所述托架支件10可以依靠轮结构21沿着矩形截面滑轨7垂直滑动。
本发明所述设备35允许金属坯料18的一个末端部分可控的浸入到水槽1中，所述水槽中的水温保持与环境温度相同或略高于环境温度。
所述坯料在其长度方向大约90％被浸入水槽中。
所述水槽中的水以涡流状态存在，以便使得所述坯料18的后部温度达到一定的温度值，所述温度值为沿着坯料长度方向每米减少大约80℃-90℃的温度锥形变化趋势。
所述可控的冷却操作的浸入时间表现为一个变化的过程，决定于要求的直径，长度和温度的锥形变化分布。
所述水槽1包括一个封闭的冷却环路2，且通过使用一个浸入系统和一个适合于在涡流状态下提升水的泵，能够实现快捷、高效、经济的冷却坯料18的目的。
此种热处理是为了增加坯料的延展性能，且是一种常规的质量控制方法。
根据本发明所述的设备35的主要特征是，通过在涡流状态的水浴中进行冷却处理，可以实现冷却速率的提高。
事实上，如果水不是以涡流状态存在，则会产生阻止坯料18和冷却水之间正常热交换的蒸汽膜。
如上所述，水槽1中的水保持涡流状态，因为所述水槽1包括一根管道2，一个水泵将水流输送到该管道2中，并输送到环形管道3，所述环形导轨3包括数个喷嘴4。
所述喷嘴4指向所述环形管道3的中心部位，所述中心部位是坯料18的放置区域。
本发明所述的设备35还包括一个基座5和立柱6，所述基座5和立柱6用于支撑托架支件10。
所述托架支件10包括一个用于提升的第一液压缸28，所述第一液压缸28的底端通过一个平板装置31固定在设备基座5上。
所述第一液压缸28包括第一缸杆29，所述第一缸杆29与固定在托架支件10上的对应部件30相连接。
所述第一液压缸28用于提升或放下托架支件10，所述托架支件10沿着滑轨7滑动。
所述托架支件10包括轮结构21，且托架支件10上设置有第二液压缸14，所述第二液压缸14包括第二缸杆16，所述第二缸杆16驱动杠杆15运动。
所述杠杆15能够旋转的驱动轴13，所述轴13上安装有卡爪12，与底板一同构成了托架11，所述托架11用于放置坯料18。
当所述卡爪12被朝向底板关闭时，绑定定坯料18，从而可以将坯料18垂直的浸入到水槽1的水中。
当托架支件10处于相对于垂直支柱提升位置时，坯料18被放置在托架11中。
接着，关闭卡爪12使得坯料18被绑定在托架11上。
接下来，本发明所述设备35通过操作第三液压缸8使得托架11倾斜90度，所述第三液压缸8包括第三缸杆8’，所述第三缸杆8’连接到杠杆组件9上，所述杠杆组件9驱动水平轴32转动，从而实现托架11和坯料18的组合向下倾斜90度的目的。
坯料18的部分浸入通过操控第一液压缸28降低托架支件10来实现。
以上所公开的本发明所述设备35的功能和结构特征清楚的显示在了附图中。
本发明仅仅公开了所述设备的一个优选实施例，而本实施例的其他改进和变型同样落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种热压铝坯料或其他金属坯料的可控冷却热处理方法，其特征在于，所述坯料被放置在水平设置的托架上，并在560℃温度下保持一段时间，所述托架包括卡爪，所述托架连同绑定其上的坯料绕着一个水平枢轴销旋转90°，从而将坯料的一端部分浸入到水槽中，所述水槽中的水的温度等于或稍稍高于环境温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坯料的浸入深度为其长度方向上的90％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水槽中的水以涡流状态存在，以便使得所述坯料的后部温度达到一定的温度值，所述温度值为沿着坯料长度方向每米减少大约80℃-90℃的温度锥形变化趋势。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法使用一个水槽，所述水槽中的水以涡流状态存在，其包括一根进水管道，所述进水管道的一端设置有一个环形管道，所述环形管道包括数个喷嘴，所述喷嘴直接指向所述环形管道的中心，水被输送到所述水槽中且按涡流形式运动，以便快速的冷却坯料。
5.一种用于实施以上任意一权利要求所述方法的设备，其特征在于，所述设备包括一个水槽(1)，所述水槽(1)内有用于冷却坯料(18)的水或其他液体，水槽(1)中的水以涡流状态存在，该涡流状态由管道(2)产生，所述管道(2)的末端设置有环形管道(3)，所述环形管道(3)包括数个喷嘴(4)，水流从喷嘴(4)喷出从而保持所述水槽(1)的水以涡流状态存在。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括一个基座(5)和一个支柱(6)，所述支柱(6)支撑一个托架支件(10)，所述托架支件(10)包括一个用于提升的第一液压缸(28)，所述第一液压缸(28)通过一个平板装置(31)固定于基座(5)的底部，所述第一液压缸(28)包括第一缸杆(29)，该第一缸杆(29)通过一个对应部件(30)与托架支件(30)相连。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一液压缸(28)与所述托架支件(10)活动连接，以便提升或降低所述托架支件(10)，所述托架支件(10)能够沿着垂直滑轨(7)滑动。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述托架支件(10)包括轮结构(21)和第二液压缸(14)，所述第二液压缸(14)包括第二缸杆(16)，所述第二缸杆(16)驱动杠杆(15)运动。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述杠杆(15)旋转驱动轴(13)，所述轴(13)上安装有多个卡爪(12)，所述卡爪(12)构成了用于放置坯料(18)的托架的一部分。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述卡爪(12)向所述托架(11)底部运动时关闭，从而绑定且限制住所述坯料(18)，以便使得该被绑定的坯料(18)能够垂直的浸入到所述水槽(1)中。
11.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，当托架支件(10)处于相对于垂直支柱(6)提升位置时，所述坯料(18)被放置绑绑定在托架(11)中。
12.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述坯料(18)被通过关闭所述卡爪(12)而绑定在托架(11)上。
13.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，能够通过操控第三液压缸(8)使得所述托架(11)和坯料(18)倾斜90度，所述第三液压缸(8)包括第三缸杆(8’)，所述第三缸杆(8’)连接到杠杆组件(9)上，所述杠杆组件(9)能够驱动水平轴(32)转动，从而使得所述托架(11)向下倾斜90度，相应的所述坯料(18)也向下倾斜90度。
14.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，通过操控第一液压缸(28)降低托架支件(10)和托架的组合，所述设备能够使得坯料(18)部分的被浸入水槽中。
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