CN104002005B - 铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺 - Google Patents

铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺。具体工艺参数是：加热至400℃，升温35～40min，保温60‑80min，真空度＞8.0×10‑2Pa；加热至530℃，升温15～20min，保温60‑80min，真空度＞8.0×10‑3Pa；加热至565℃，升温10～15min，保温60‑80min，真空度＞4.5×10‑3Pa；加热至610℃，升温10min，保温10～20min，真空度＞3.0×10‑3Pa；降温至605℃，降温5min，保温10～15min，断电降温，至540℃，出炉风淬冷却至室温；进炉时效处理，室温升温至200℃，升温15～20min，保温180min，断电降温至室温。本发明所述的工艺具有生产过程简单、周期短、耗能小、生产合格率高、生产成本低等优点，本工艺生产的铝合金气路板焊缝的合格率由原来的40％左右提高到90％，取得了很好的效果。

Description

铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺
技术领域
本发明涉及气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，尤其是涉及铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺。
背景技术
动车及铁路机车等使用的制动气路板主要是将制动系统的复杂气路集成在一起，原理与集成电路板类似，属于动车及铁路机车等制动系统的重要组成部件，其具有体积小，结构复杂，钎焊及热处理后平面度要求高(平面度小于0.5mm)，热处理后力学性能要求高(抗拉强度高于172MPa，屈服强度高于90MPa，能够达到T4状态)，钎焊内腔清洁度要求较高等特点。一直以来，由于气路板的结构复杂、钎焊后力学性能要求高，钎焊及热处理后产品变形严重，该产品合格率一直很低。
目前采用的工艺方法是：烘干—升温(480～530℃)—保温(40～60min)—升温(605℃)—保温(20～30min)—降温—出炉(400℃)—拆夹(3～4h降至室温)—装夹—升温(520℃)—保温(3～4h)—水淬—时效(175℃保温7～8h)—出炉—拆夹。即将铝合金气路板真空钎焊完后再进行热处理，产品真空钎焊完后温度从590℃左右降到室温，热处理时又将产品从室温加热到固溶温度(520℃)进行保温，产品在真空钎焊和热处理过程中要进行拆卸夹具及重新装配，在生产过程中需采用两种工装夹具。这种常规的工艺方法不仅生产效率低，能耗大，生产周期长，且产品在拆卸、转运过程中容易产生磕碰伤及热处理过程中产品变形较大而产生报废，导致生产合格率低下、生产成本高。
发明内容
为了克服以上技术缺陷，本发明旨在提供一种生产过程简单、周期短、耗能小、生产合格率高、生产成本低的铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，真空钎焊和热处理为一体化工艺，具体工艺参数如下：
1)从室温加热至400℃，升温时间35～40min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10-2Pa；
2)从400℃加热至530℃，升温时间15～20min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10-3Pa；
3)从530℃加热至565℃，升温时间10～15min，保温时间60-80min，真空度＞4.5×10-3Pa；
4)从565℃加热至610℃，升温时间10min，保温时间10～20min，真空度＞3.0×10- 3Pa；
5)从610℃降温至605℃，降温时间5min，保温时间10～15min，断电降温，产品工件温度达到590～595℃；
6)降温至540℃，出炉高压风淬冷却至室温；
7)进炉时效处理，室温升温至200℃，升温时间15～20min，保温时间180min，断电降温至室温。
此一体化工艺所使用的夹具包括下盖、上盖A和设置在上盖A上方的上盖B，所述下盖包括本体和耳部，下盖本体四个角上及耳部上设置有立杆，上盖A和上盖B上设置有与立杆相对应的安装孔，立杆上设置有带圈弹簧，所述下盖、上盖A和上盖B上设置有若干个镂空孔。
所述立杆是通过焊接方式设置在下盖本体四个角上及耳部上。
所述下盖、上盖A上设置有手柄。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明所述的工艺与目前的工艺相比较，减少了烘干段和480～530℃段，温度达到400℃以后温度梯度降低，各温度段保温时间延长到60～80min，能够保证产品在各温度段的均温性，并在610℃段将保温时间缩短为10～20min，大大减少了总钎焊高温段时间，保证产品能够快速焊接完成，避免因产品保温时间过长导致钎料流失过多以及过烧等现象；本发明所述的工艺缩短了钎焊时间，提高了钎焊效率，且焊接和热处理过程中不需要重复拆卸和装夹产品，不易对产品的外观造成伤害，能够得到外观合格且具有良好的焊缝的产品，其合格率高。
2)本发明采用高压风淬火代替常规工艺热处理淬火方法采用的水淬和/或油淬，避免了该类气路板内腔复杂，采用水淬和/或油淬时容易使油或水进入内腔导致炸膛，以及对该类产品内腔清洁度造成污染的问题。
3)铝合金气路板固溶温度为520℃保温3～4小时，时效温度为175℃保温7～8h，本发明所述工艺在产品钎焊完后降温到540℃时进行出炉，在出炉过程中产品会降低20℃左右，出炉后淬火温度即是固溶温度520℃，该参数能保证处理后的产品强度满足T4要求，并大幅缩短生产周期和降低能耗，提高了生产效率。
4)本发明所述的工艺在整个生产过程中，真空钎焊和热处理不是分开的，而是为一体化工艺，使用专用夹具，夹具采用一次性装夹，不用重复装卸夹具，提高了生产效率的同时也降低了夹具的成本，而且能有效的避免拆卸和装夹夹具时对产品造成的伤害。夹具采用两个上盖独立压紧，解决产品不同高度钎焊面的压力问题。镂空孔使热量能更快地传递到产品上，在产品钎焊过程中可以使产品均温性更好，缩短产品升温所需时间；在热处理过程中更有利于风淬将产品的温度快速均匀降低，在降温的同时通过弹簧持续施加夹紧力，保证产品在整个热处理过程中不发生变形，此夹具能很好的保证产品钎焊后直接出炉风淬，不需要拆卸夹具继续进炉。
综上所述，本发明所述的工艺具有生产过程简单、周期短、耗能小、生产合格率高、生产成本低等优点。
从实际情况来看，采用本发明工艺生产的铝合金气路板热处理后力学性能完全满足要求，并顺利实现批量生产，其焊缝的合格率由原来的40％左右提高到90％，取得了很好的效果。
附图说明
图1是本发明的温度曲线图；
图2是本发明使用的夹具结构示意图；
图中：下盖1、上盖A2、上盖B3、立杆4、带圈弹簧5、手柄6。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明为铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，真空钎焊和热处理为一体化工艺，具体工艺参数如下：
1)从室温加热至400℃，升温时间35～40min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10-2Pa；
2)从400℃加热至530℃，升温时间15～20min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10-3Pa；
3)从530℃加热至565℃，升温时间10～15min，保温时间60-80min，真空度＞4.5×10-3Pa；
4)从565℃加热至610℃，升温时间10min，保温时间10～20min，真空度＞3.0×10- 3Pa；
5)从610℃降温至605℃，降温时间5min，保温时间10～15min，断电降温，产品工件温度达到590～595℃；
6)降温至540℃，出炉高压风淬冷却至室温；
7)进炉时效处理，室温升温至200℃，升温时间15～20min，保温时间180min，断电降温至室温。
如图2所示，本发明所述的一体化工艺所使用的夹具包括下盖1、上盖A2和设置在上盖A2上方的上盖B3，采用两个上盖独立压紧是为了解决产品不同高度钎焊面的压力问题。所述下盖1包括本体和耳部，下盖1本体四个角上及耳部上设置有立杆4，上盖A2和上盖B3上设置有与立杆4相对应的安装孔，立杆4上设置有带圈弹簧5，为了使热量能更快地传递到产品上，在产品钎焊过程中可以使产品均温性更好，缩短产品升温所需时间，在热处理过程中利于风淬将产品的温度快速均匀降低，在所述下盖1、上盖A2和上盖B3上设置有若干个镂空孔。装夹产品时，通过撬杠将套在立杆4上的带圈弹簧5压紧两个上盖从而压紧产品，在降温时通过带圈弹簧5持续施加夹紧力，保证产品在整个热处理过程中不发生变形。
所述立杆4是通过焊接方式设置在下盖1本体四个角上及耳部上。
为了方便安装和拆卸，在所述下盖1、上盖A2上设置手柄6。
采用本发明所述的工艺方法和夹具生产4批共40套铝合金气路板为例，具体的试验数据如下：
试验条件：
表1
试验结果：
表2：产品泄漏试验(套)
从上述试验结果可知，本工艺方法在完全满足产品各项性能指标的前提下，能够将产品的合格率从40％稳定在90％以上。

Claims (4)

1.铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，其特征在于：真空钎焊和热处理为一体化工艺，具体工艺参数如下：
1)从室温加热至400℃，升温时间35～40min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10- 2Pa；
2)从400℃加热至530℃，升温时间15～20min，保温时间60-80min，真空度＞8.0×10- 3Pa；
3)从530℃加热至565℃，升温时间10～15min，保温时间60-80min，真空度＞4.5×10- 3Pa；
4)从565℃加热至610℃，升温时间10min，保温时间10～20min，真空度＞3.0×10-3Pa；
5)从610℃降温至605℃，降温时间5min，保温时间10～15min，断电降温，产品工件温度达到590～595℃；
6)降温至540℃，出炉高压风淬冷却至室温；
7)进炉时效处理，室温升温至200℃，升温时间15～20min，保温时间180min，断电降温至室温。
2.如权利要求1所述的铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，其特征在于：此一体化工艺所使用的夹具包括下盖(1)、上盖A(2)和设置在上盖A(2)上方的上盖B(3)，所述下盖(1)包括本体和耳部，下盖(1)本体四个角上及耳部上设置有立杆(4)，上盖A(2)和上盖B(3)上设置有与立杆(4)相对应的安装孔，立杆(4)上设置有带圈弹簧(5)，所述下盖(1)、上盖A(2)和上盖B(3)上设置有若干个镂空孔。
3.如权利要求2所述的铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，其特征在于：所述立杆(4)是通过焊接方式设置在下盖(1)本体四个角上及耳部上。
4.如权利要求2或3所述的铝合金气路板真空钎焊及热处理一体化工艺，其特征在于：所述下盖(1)、上盖A(2)上设置有手柄(6)。
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