CN106011412B - 铝型材在线水冷淬火装置及铝型材生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种铝型材在线水冷淬火装置以及铝型材生产线。铝型材在线水冷淬火装置用于挤压机，挤压机的前梁的外侧面设有凹槽，凹槽的槽底设有一个供挤压成型后的铝型材通过出料口。铝型材在线水冷淬火装置包括设置于凹槽内的水风箱，水风箱上设有多个水喷嘴以及至少一个风喷嘴，多个水喷嘴用于向出料口处的铝型材喷射冷却水，风喷嘴用于喷射气流以阻挡水喷嘴喷射的冷却水进入出料口。通过设置位于挤压机前梁内的水风箱，避免了铝型材长距离移动造成的温度下降问题，能够用于对淬火温度区范围比较窄的铝型材进行热处理，同时避免了现有生产工艺中由于在淬火时铝型材温度过低而必须离线后二次重新加热铝型材造成的能源浪费现象。

Description

铝型材在线水冷淬火装置及铝型材生产线

技术领域

本发明涉及一种淬火装置，尤其涉及一种铝型材在线水冷淬火装置，本发明还涉及一种具有该铝型材在线水冷淬火装置的铝型材生产线。

背景技术

经过我国铝加工行业的快速发展，铝型材在线淬火装置已经有了很大的发展，但是，随着铝型材力学性能要求越来越高，现有的在线淬火装置已经不能满足要求。要使铝型材达到高的力学性能，铝型材淬火时的冷却速度必须确保过饱和固溶体被固定下来不分解，防止强化相析出，以免降低淬火时效后的力学性能，因此淬火时淬火温度区范围比较窄的铝型材其冷却速度越快越好。

参见图1，现有的铝型材生产线由挤压机4和在线水冷淬火装置5组成，挤压机4的前梁41的内侧面连接有挤压铝型材所用的模具，外侧面设有凹槽42，在凹槽42的槽底设有一个供挤压成型后的铝型材5通过出料口43，铝型材5从出料口43出来后，再进入到在线水冷淬火装置6进行热处理。在前梁41的外侧还设有导正辊装置44等机构，因此，铝型材5从模具出来后，还需要经过较长的距离才能够到达在线水冷淬火装置6，从而导致了热损失，因此对于制品转移所需时间较短也即淬火温度区范围比较窄的铝型材，因其热量的损失，在进入淬火区时，其温度已经低于材料的最低淬火温度，即使经过淬火最后也达不到所要求的材料力学性能，所以已经不能进行在线淬火处理，必须离线后再进行加热淬火热处理，这样既造成了能源的浪费，成本增加，同时也降低了用户的生产效率。

挤压机前梁出料口处一般都设有凹入的凹槽42，凹槽42有的是圆锥台形的槽，有可能是圆柱形的槽，还有可能是方槽。多组导正辊装置44由液压缸或气缸推动，可向前梁出料口中心伸出，以导引制品的出料方向。挤压机拉杆是挤压机整体组件的预压拉杆，其突出于前梁一部分是为了利用液压或其它预紧件对拉杆和挤压机机体进行再拉紧，或方便以之后进行预紧力的调节。

现有淬火装置5是独立于挤压机的后续生产设备，其一般顺出料方向延伸5米以上，机体较大，且需要单独调整高度和轴向位置。而挤压机前梁出口外还会设有多方位上的多个导正辊装置44，以及挤压机拉杆。现有在线水冷淬火装置体积较大，为避免与导正辊装置44和挤压机拉杆发生干涉所以，距离挤压机前梁出口仍会有一定距离，不可能再进一步缩小。

并且，一般挤压机与后续设备一般不是同一单位进行设计生产，所以，为了便于二者进行装配，二者之间一般要留有较大配合间隙。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够减少热损失的铝型材在线水冷淬火装置。

本发明的另一目的在于提供一种具有该铝型材在线水冷淬火装置的铝型材生产线

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种铝型材在线水冷淬火装置，用于挤压机，所述挤压机的前梁的外侧面设有凹槽，所述凹槽的槽底设有一个供挤压成型后的铝型材通过出料口，包括设置于所述凹槽内的水风箱，所述水风箱上设有多个水喷嘴以及至少一个风喷嘴，多个所述水喷嘴用于向出料口处的铝型材喷射冷却水，所述风喷嘴用于喷射气流以阻挡所述水喷嘴喷射的冷却水进入所述出料口。

根据本发明的一实施方式，所述水风箱为环绕所述出料口的环形结构，所述水风箱内设有水腔以及风箱腔，多个所述水喷嘴连接至所述水腔，所述风喷嘴与所述风箱腔连通。

根据本发明的一实施方式，所述水喷嘴的喷水方向顺所述挤压机的出料方向偏斜。

根据本发明的一实施方式，所述水风箱具有面向所述出料口的内壁，所述内壁为圆锥形，其中所述内壁靠近所述出料口的一侧的开口小于该内壁的远离出料口一侧的开口。

根据本发明的一实施方式，所述水腔包括多个同轴布置的环形腔，每个所述环形腔圆周方向上均匀设置多个水喷嘴。

根据本发明的一实施方式，所述水风箱包括一设置于所述水风箱的前端挡环，所述前端挡环与水风箱的内壁围合成所述风喷嘴，且所述风喷嘴为环绕铝型材的圆环形的间隙可调节的环缝，所述风喷嘴的喷气方向顺所述挤压机的出料方向偏斜，所述水喷嘴具有椭圆形喷口，且所述水喷嘴的喷水压力大小为3bar至10bar。

根据本发明的一实施方式，所述风喷嘴的间隙为1.5至2.5mm。

根据本发明的一实施方式，还包括设置于所述前梁并用于收集所述水喷嘴喷出的冷却水的水槽。

根据本发明的一实施方式，还包括设置于挤压机的导正辊装置上的水箱，所述水箱上设有多个用于向铝型材喷水的水喷嘴。

根据本发明的另一个方面，一种铝型材生产线，包括挤压机，还包括上述的铝型材在线水冷淬火装置。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明铝型材在线水冷淬火装置，通过设置位于挤压机前梁内的水风箱，可以在铝型材从出料口出来时，立即对铝型材进行淬火处理，避免了铝型材长距离移动造成的温度下降问题，能够用于对淬火温度区范围比较窄的铝型材进行热处理，同时避免了现有生产工艺中由于在淬火时铝型材5温度过低而必须离线后二次重新加热铝型材造成的能源浪费现象。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是现有的铝型材生产线的结构示意图；

图2是本发明一实施方式的铝型材在线水冷淬火装置的示意图；

图3是本发明一实施方式的水风箱的结构示意图；

图4是图3中I处局部放大图；

图5是图3中II处局部放大图；

图6是图3的右视图；

图7是水风箱的水喷嘴布置示意图；

图8是本发明一实施方式的铝型材在线水冷淬火装置的水箱的布置示意图。

图中：1、水风箱；101、外壁；102、内壁；103、固定端；11、水腔；111、环形腔；112、纵向水管；113、总水管；12、风箱腔；13、水喷嘴；14、风喷嘴；15、前端挡环；16、进水管；17、进气管；18、挡板；2、水箱；21、水喷嘴；3、水槽；4、挤压机；41、前梁；42、凹槽；43、出料口；44、导正辊装置；5、铝型材；6、在线淬火装置；P、气流；Q、冷却水。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参见图2，本发明实施方式公开了一种铝型材在线水冷淬火装置，其用于挤压机4，可对挤压机4挤压成型的铝型材5进行水冷淬火。其中，该挤压机4的结构为现有常规结构，参见图2并结合图1可知，该挤压机4的前梁41的外侧面设置凹槽42，在凹槽42的槽底设有一个供挤压成型后的铝型材5通过的出料口43。液态的铝合金从挤压机4的模具中被挤出后，经过该出料口43而从凹槽42处穿过该前梁41。

参见图2至图6，本实施方式的铝型材在线水冷淬火装置包括一个水风箱1。该水风箱1设置在前梁41的凹槽42内。在水风箱1上设置了多个水喷嘴13以及至少一个风喷嘴14。其中，这些水喷嘴13可以用于向出料口43处的铝型材5喷射冷却水Q以进行淬火，而风喷嘴14则用于喷射气流P，以阻挡水喷嘴13喷射的冷却水Q进入到出料口43。

由于这些水喷嘴13喷射的冷却水Q比较接近出料口43，因而当铝型材5接触到冷却水Q时，该铝型材5的热损失较少，该铝型材5的温度还来不及降低，处于温度比较高的状态，因而能够满足淬火温度区范围比较窄的铝型材的淬火要求，可以制造性能较高的铝型材产品。同时，避免了现有生产工艺中由于在淬火时铝型材5温度过低而必须离线后二次重新加热铝型材造成的能源浪费现象。

在本实施方式中，该水风箱1整体上呈一个环绕出料口43的环形结构。该水风箱1的外壁101的形状与凹槽42的形状匹配，内壁102上可以用来向铝型材5喷水。参见图6可知，在水风箱1上还设置有若干个固定端103，用于与前梁41进行固定。该水风箱1的内部设有水腔11以及风箱腔12，在水风箱1上的多个水喷嘴13连接至水腔11，而风喷嘴14则与该风箱腔12连通。水腔11用于向水喷嘴13供水，风箱腔12用于向风喷嘴14供气。在使用是，将水腔11与风箱腔12分别连接至水源和气源。该水风箱1可为一焊接件，但不以此为限。

水喷嘴13的喷水方向可以为竖直方向，也可顺挤压机的出料方向偏斜。即该水喷嘴13的轴线可为竖直状态，也可沿着铝型材5的行进方向向水风箱1的外侧偏斜一定的角度。该水风箱1具有面向出料口43的内壁102，该内壁102为圆锥形，其中，内壁102靠近出料口43一侧的开口小于该内壁102远离出料口43一侧的开口，如此一来，水风箱1中残留的水可以方便地流出。水喷嘴13的轴线相对于竖直方向的偏斜角度较佳可在3～15°之间。水喷嘴13可以具有椭圆形喷口，如此一来，水喷13所喷出的水的截面投影为一窄状椭圆形，这样能够尽可能地在铝型材制品横截面保证重合冷却的有效性，并且，水喷嘴的喷水压力大小为3bar至10bar，这样能够有效击破铝型材表面的水的冷却蒸气膜，达到快速冷却的效果。

该水腔11可为一个完整的空腔，也可由多个腔室组合而成。结合图3及图7，在本实施方式中，该水腔11包括多个同轴布置的环形腔111。每个环形腔111的圆周方向上均匀设置有多个水喷嘴13。每个环形腔111各连接有一个纵向水管112，这些纵向水管112共同连接到一个总水管113上，该总水管113连接至进水管16。环形腔111可由矩形水管制成，并将环形腔111焊接在水风箱1内。具体地，在本实施方式中，环形腔111的数量设为6个。在内壁102上设置了挡板18，该挡板18上设有开口，水喷嘴13喷射的冷却水Q经过挡板18后向外喷出。该挡板18可以阻挡异物堵塞水喷嘴13。挡板18与水喷嘴13的轴线垂直。

应当指出的是，在本实施方式中的水风箱1为一个整体结构，但是，在本发明的其他实施方式中，该水风箱1的结构并不限制，其也可由多个独立的较小的腔体组成。

在本实施方式中，风喷嘴14的结构是圆环形的环缝，该风喷嘴14喷出的气流P组成一个“风刀”，以阻挡冷却水Q进入到出料口43。具体地，该水风箱1还包括一个前端挡环15，该前端挡环15设置在该水风箱1的靠经出料口43的一端。在水风箱1的内壁102上设有环形开口，该前端挡环15靠近该环形开口，并与内壁102在该环形开口处共同围合成圆环形的环缝。该环缝即为风喷嘴14。前端挡环15通过同轴套设于该水风箱1，并且与水风箱1通过螺钉连接。通过调节螺钉的旋紧程度，就可以调节环缝的间隙，该间隙可为1.5至2.5mm，较佳为2mm。该风喷嘴14的喷气方向顺挤压机4的出料方向偏斜，以使风喷嘴14喷射的气流不仅能够阻挡水喷嘴13喷射的冷却水进入到出料口43，而且该气流还能够向外吹扫冷却水。从而使冷却水较快地从水风箱1的内壁102流走，从而更快地带走铝型材5的热量，提高热处理的效果。风喷嘴14的喷气方向向水风箱1的外侧偏斜的角度较佳可在5至15°之间。

虽然在本实施方式中，该风喷嘴14为一个环缝，但是，在本发明的其他实施方式中，该风喷嘴14的结构并不限定，也可为其他形式。例如，该风喷嘴14也可由多个喷管组成，而并非环缝的形式。通过设置适当数量的喷管，并使这些喷管共同向水风箱1的外侧喷气，也可阻止冷却水Q进入到出料口43内。

参见图2及图8可知，在本实施方式的铝型材在线水冷淬火装置中，还包括设置于前梁41的水槽3，该水槽3能够用于收集水喷嘴13喷出的冷却水Q，以便将冷却水回收重新利用。此外，本实施方式的铝型材在线水冷淬火装置还包括设置在挤压机4的导正辊装置44上的水箱2。每个水箱2上设有多个用于向铝型材5喷水的水喷嘴21。该水喷嘴21的结构与水喷嘴13可以完全相同，也可以不相同。通过设置水箱2以及水喷嘴21，可以在铝型材5运动到水风箱1外部时继续对铝型材5进行冷却。随后铝型材5可再进入到现有的在线淬火装置6中，继续后续的冷却过程。由于导正辊装置44是可以移动的，因而，该水箱2会在导正辊装置44的带动下移动，当导正辊装置44移动到远离铝型材5的一端之后，该水风箱1可被暴露出来，此时可以对水风箱1进行更换或者维护。

设置水箱2是为了使制品在水风箱1与淬火装置6之间能连续淬火，避免淬火的断续。如果，淬火装置6与水风箱1之间无此较大间隙，可以不设置水箱2。

本实施方式的铝型材在线水冷淬火装置可用于卧式挤压机也可用于立式挤压机。应用到立式铝挤压机时，由于立式铝挤压机底梁底端出口外一般是地坑，所以需要在地坑中或水风箱或水箱下侧布置水收集装置，以方便淬火用水的回收循环。

本实施方式还公开了一种铝型材生产线，包括挤压机4，还包括本实施方式的铝型材在线水冷淬火装置。本铝型材生产线能够生产淬火温度区范围比较窄的铝型材。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种铝型材在线水冷淬火装置，用于挤压机，所述挤压机的前梁的外侧面设有凹槽，所述凹槽的槽底设有一个供挤压成型后的铝型材通过的出料口，其特征在于，包括设置于所述凹槽内的水风箱，所述水风箱上设有多个水喷嘴以及至少一个风喷嘴，多个所述水喷嘴用于向出料口处的铝型材喷射冷却水，所述风喷嘴用于喷射气流以阻挡所述水喷嘴喷射的冷却水进入所述出料口。

2.根据权利要求1所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述水风箱为环绕所述出料口的环形结构，所述水风箱内设有水腔以及风箱腔，多个所述水喷嘴连接至所述水腔，所述风喷嘴与所述风箱腔连通。

3.根据权利要求2所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述水喷嘴的喷水方向顺所述挤压机的出料方向偏斜，所述水喷嘴具有椭圆形喷口，且所述水喷嘴的喷水压力大小为3bar至10bar。

4.根据权利要求3所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述水风箱具有面向所述出料口的内壁，所述内壁为圆锥形，其中所述内壁靠近所述出料口的一侧的开口小于该内壁的远离出料口一侧的开口。

5.根据权利要求4所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述水腔包括多个同轴布置的环形腔，每个所述环形腔圆周方向上均匀设置多个水喷嘴。

6.根据权利要求1所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述水风箱包括一设置于所述水风箱的前端挡环，所述前端挡环与水风箱的内壁围合成所述风喷嘴，且所述风喷嘴为环绕铝型材的圆环形的间隙可调节的环缝，所述风喷嘴的喷气方向顺所述挤压机的出料方向偏斜。

7.根据权利要求6所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，所述风喷嘴的间隙为1.5至2.5mm。

8.根据权利要求1所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，还包括设置于所述前梁并用于收集所述水喷嘴喷出的冷却水的水槽。

9.根据权利要求1至8中任一所述的铝型材在线水冷淬火装置，其特征在于，还包括设置于挤压机的导正辊装置上的水箱，所述水箱上设有多个用于向铝型材喷水的水喷嘴。

10.一种铝型材生产线，包括挤压机，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的铝型材在线水冷淬火装置。