CN102978550B - 防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法及装置，在将被加工的大直径镁合金壳体零件放入热处理设备中进行固溶及时效热处理前，先制作一个托盘，并在托盘上固定一个下圆盘和通过连接杆连接一个上圆盘，然后将圆筒形状的大直径镁合金壳体零件套在下圆盘与上圆盘上并竖直地放置在托盘上，使下圆盘和上圆盘的外圆柱面与大直径镁合金壳体零件的圆筒内壁之间预留0.5～4毫米的间隙；然后将大直径镁合金壳体零件连同托盘一起竖直地吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理，通过这种在大直径镁合金壳体零件的两个端口内分别设置下圆盘与上圆盘的方法，即可防止或减少大直径镁合金壳体零件在热处理时所产生的变形。

Description

防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法及装置，属于镁合金壳体零件热处理技术领域。

背景技术

目前，铸造镁合金壳体零件是航天器的关键部件，随着航天器技术的发展，铸造镁合金壳体直径变大，对壳体热处理提出了新的技术要求，尤其是大直径壳体铸件在热处理过程中的变形控制技术，直接影响到铸造镁合金壳体合格率，影响大直径铸造镁合金壳体变形的因素一般有：固溶和时效热处理温度、铸件入炉方式、零件的热处理装夹方式等。按照常规镁合金热处理技术标准，对热处理温度、入炉方式进行优化组合，并对壳体零件进行一般装夹，在壳体零件直径较小（一般小于300mm），热处理变形量可控制在预留的机械加工余量范围内；但是，当镁合金壳体的直径较大（大于300mm）时，按照现有的热处理工艺方法，并采取传统的方式进行装夹时，其大直径镁合金壳体零件的壳体将发生较大变形，其热处理所产生的变形量往往会超出预留的机械加工余量范围，无法满足技术要求，从而造成零件的报废。所以现有的大直径镁合金壳体零件的热处理加工方式还是不够理想。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、操作方便、并且在热处理加工时变形量较小、合格率较高的防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法及装置，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明的一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法是，在将被加工的大直径镁合金壳体零件放入热处理设备中进行固溶及时效热处理前，先制作一个托盘，并在托盘上固定一个下圆盘，在下圆盘上通过连接杆连接一个上圆盘，然后将圆筒形状的大直径镁合金壳体零件套在下圆盘与上圆盘上并竖直地放置在托盘上，使上圆盘处于大直径镁合金壳体零件的上端口的位置处，并使下圆盘和上圆盘的外圆柱面与大直径镁合金壳体零件的圆筒内壁之间预留有0.5～4毫米的间隙；然后将大直径镁合金壳体零件连同托盘一起竖直地吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理，通过这种在大直径镁合金壳体零件的两个端口内分别设置下圆盘与上圆盘的方法，即可防止或减少大直径镁合金壳体零件在热处理时所产生的变形。

在上述将大直径镁合金壳体零件连同托盘一起竖直地吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理时，同时在热处理设备中放置有硫铁矿，通过硫铁矿在被加热时所形成的保护性气氛来防止大直径镁合金壳体零件燃烧。

根据上述方法构建的本发明的一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的装置为：该装置包括托盘，在托盘上固定有下圆盘，在下圆盘上设有连接杆，在连接杆上套有调节套管，在调节套管上装有能将调节套管固定在连接杆上的锁固螺栓，在调节套管上安装有上圆盘，下圆盘和上圆盘的圆心都在同一根轴心线上，并且下圆盘2和上圆盘3的外圆直径都小于被加工的圆筒形状的大直径镁合金壳体零件7的圆筒内径。

上述下圆盘和上圆盘的外圆直径小于被加工的圆筒形状的大直径镁合金壳体零件的内孔直径1～6毫米。

上述托盘的外圆直径大于或等于被加工的大直径镁合金壳体零件的外圆直径。

上述大直径镁合金壳体零件的外圆直径大于或等于300毫米。

上述下圆盘和上圆盘的厚度为20毫米～50毫米。

上圆盘通过螺纹连接的方式安装连接在调节套管上。

在上圆盘上设有1～6个拆卸孔。

在连接杆的上端连接有吊杆，并且吊杆上的挂钩设置在上圆盘的上方。

 由于采用了上述技术方案，本发明首先根据待热处理的大直径镁合金壳体零件的内径尺寸和高度，选择相应的下圆盘和上圆盘并组装起来，使大直径镁合金壳体零件的两个端口处的内壁附近分别设有下圆盘和上圆盘，这样在将大直径镁合金壳体零件吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理时，由于下圆盘和上圆盘的存在，将限制大直径镁合金壳体零件两个端口发生变形时的相互偏移原中心轴线的偏移量，使大直径镁合金壳体零件两个端口的变形始终保持在允许的公差范围之内。所以本发明通过这种在大直径镁合金壳体零件的两个端口内分别设置下圆盘与上圆盘的方法，即可有效地防止或减少大直径镁合金壳体零件在热处理时所产生的变形。经实际使用证明，采用本发明加工的大直径镁合金壳体零件的产品合格率可达98%以上。所以，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有结构简单、操作方便的优点，而且还具有在热处理加工时能有效控制被加工零件的变形量、加工质量好、产品合格率高、工作稳定性好等优点。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。              

附图标记说明：1-托盘，2-下圆盘，3-上圆盘，3.1-拆卸孔，4-连接杆，5-调节套管，6-锁固螺栓，7-大直径镁合金壳体零件，8-吊杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施：本发明的一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法是在采用现有的固溶及时效热处理工艺处理大直径镁合金壳体零件时进行实施的，即在将被加工的大直径镁合金壳体零件7放入现有的热处理设备中按传统的热处理方式进行固溶及时效热处理前，先制作一个托盘1，并在托盘1上固定一个下圆盘2，在下圆盘2的上方通过连接杆连接一个上圆盘3，然后把圆筒形状的大直径镁合金壳体零件7将下圆盘2与上圆盘3套住并竖直地放置在托盘1上，使上圆盘3处于大直径镁合金壳体零件7的上端口的位置处，并使下圆盘2和上圆盘3的外圆柱面与大直径镁合金壳体零件7的圆筒内壁之间预留有0.5～4毫米的间隙；然后将大直径镁合金壳体零件7连同托盘1一起竖直地吊入热处理设备中并按传统的固溶和时效热处理方式进行热处理，通过这种在大直径镁合金壳体零件7的两个端口内分别设置下圆盘2与上圆盘3的方法，即可防止或减少大直径镁合金壳体零件在热处理时所产生的变形；在将大直径镁合金壳体零件7连同托盘1一起竖直地吊入热处理设备的炉中进行固溶和时效热处理时，为了防止镁合金材料的零件在高温下燃烧，可同时在热处理设备的炉中放置一些硫铁矿，其硫铁矿可采用现有的任何品味的硫铁矿，硫铁矿的用量一般不应低于20公斤，但不要高于500公斤（硫铁矿的用量太多了会增加能耗）；这样即可通过硫铁矿在被加热时将吸收炉中的氧气，从而形成一种保护性气氛来防止大直径镁合金壳体零件7燃烧。

根据上述方法构建的本发明的一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的装置的结构示意图如图1所示，该装置包括托盘1，在托盘1上通过螺栓连接或定位锁销连接的方式固定一个下圆盘2，同时在下圆盘2上通过螺纹连接或焊接的方式安装一根连接杆4，在连接杆4上套上一个调节套管5，使调节套管5能在连接杆4上滑动，同时在调节套管5上安装1～2个能将调节套管5固定在连接杆4上的锁固螺栓6，在调节套管5上通过螺纹连接的方式安装上一个上圆盘3，并且使下圆盘2和上圆盘3的圆心都在同一根轴心线上，其下圆盘2和上圆盘3的外圆的直径应小于被加工的大直径镁合金壳体零件7的内孔直径，通常情况下，可将下圆盘2和上圆盘3的外圆直径控制在小于被加工的圆筒形状的大直径镁合金壳体零件7的圆筒内径1～6毫米的范围；为了方便于放置大直径镁合金壳体零件7，应将托盘1的外圆直径制作成大于或等于被加工的大直径镁合金壳体零件7的外圆直径；制作时，最好将下圆盘2和上圆盘3的厚度H控制在20毫米～50毫米的范围（厚度太大了一是会增加重量，二是会浪费材料和增加能源消耗）；为了安装拆卸方便，可在上圆盘3上制作出1～6个拆卸孔3.1；为了吊装方便，可在连接杆4的上端通过螺纹连接的方式连接一根吊杆8，并且在吊杆8上制作出一个挂钩，同时使吊杆8上的挂钩能设置在上圆盘3的上方即成。

本发明主要用于对外圆直径大于或等于300毫米的大直径镁合金壳体零件7进行固溶及时效热处理时使用。

Claims (6)

1.一种防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的方法，其特征在于：在将被加工的大直径镁合金壳体零件（7）放入热处理设备中进行固溶及时效热处理前，先制作一个托盘（1），在托盘（1）上通过螺栓连接或定位锁销连接的方式固定一个下圆盘（2），同时在下圆盘（2）上通过螺纹连接或焊接的方式安装一根连接杆（4），在连接杆（4）上套上一个调节套管（5），使调节套管（5）能在连接杆（4）上滑动，同时在调节套管（5）上安装1～2个能将调节套管（5）固定在连接杆（4）上的锁固螺栓（6），在调节套管（5）上通过螺纹连接的方式安装上一个上圆盘（3），并且使下圆盘（2）和上圆盘（3）的圆心都在同一根轴心线上，然后将圆筒形状的大直径镁合金壳体零件（7）套在下圆盘（2）与上圆盘（3）上并竖直地放置在托盘（1）上，使上圆盘（3）处于大直径镁合金壳体零件（7）的上端口的位置处，并使下圆盘（2）和上圆盘（3）的外圆柱面与大直径镁合金壳体零件（7）的圆筒内壁之间预留有0.5～4毫米的间隙；然后将大直径镁合金壳体零件（7）连同托盘（1）一起竖直地吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理，通过这种在大直径镁合金壳体零件（7）的两个端口内分别设置下圆盘（2）与上圆盘（3）的方法，即可防止或减少大直径镁合金壳体零件在热处理时所产生的变形，并在将大直径镁合金壳体零件（7）连同托盘（1）一起竖直地吊入热处理设备中进行固溶和时效热处理时，同时在热处理设备中放置有硫铁矿，通过硫铁矿在被加热时所形成的保护性气氛来防止大直径镁合金壳体零件（7）燃烧。

2.一种根据权利要求1所述方法构建的防止大直径镁合金壳体零件热处理变形的装置，包括托盘（1），其特征在于：在托盘（1）上固定有下圆盘（2），在下圆盘（2）上设有连接杆（4），在连接杆（4）上套有调节套管（5），在调节套管（5）上装有能将调节套管（5）固定在连接杆（4）上的锁固螺栓（6），在调节套管（5）上安装有上圆盘（3），上圆盘（3）通过螺纹连接的方式安装连接在调节套管（5）上，并且下圆盘（2）和上圆盘（3）的圆心都在同一根轴心线上，该下圆盘（2）和上圆盘（3）的外圆直径小于被加工的圆筒形状的大直径镁合金壳体零件（7）的内孔直径1～6毫米，该大直径镁合金壳体零件（7）的外圆直径大于或等于300毫米。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：托盘（1）的外圆直径大于或等于被加工的大直径镁合金壳体零件（7）的外圆直径。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：下圆盘（2）和上圆盘（3）的厚度（H）为20毫米～50毫米。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在上圆盘（3）上设有1～6个拆卸孔（3.1）。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在连接杆（4）的上端连接有吊杆（8），并且吊杆（8）上的挂钩设置在上圆盘（3）的上方。