CN108103421A - 一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法 - Google Patents

一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法，涉及新能源汽车领域。本发明一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法，包括支架和设在支架上的连续辊，连续辊上依次设有辊底式炉A、冷轧工位、辊底式炉B；在辊底式炉A中将铝合金铸块先慢速升温并保温一段时间后，快速升温至预定温度并保温，之后降温到一定温度后进行热轧，热轧后继续升温淬火，冷却24小时后送至冷轧工位，将铝合金板与氧化石墨烯纤维布通过冷轧形成复合板，之后送入辊底式炉B进一步热处理后，冷却，得到轻质铝合金板。通过本发明的铝合金热处理装置及热处理方法，可以获得高导热率、高强度的轻质铝合金材料，显著提高新能源汽车的性能及安全性。

Description

一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法。
背景技术
当代新能源汽车正朝着轻量化、高速、安全舒适与节能的方向发展。为实现这一目标，新能源汽车材料及技术的进步与发展起着举足轻重的作用，而使用轻质材料则是减轻车重的一个重要措施。
目前，铝合金材料是汽车制造业中最为广泛使用的轻量化材料。可以用于车身材料以及车内零部件材料。随着新能源汽车行业的快速发展，行业内对铝合金的性能要求越来越高。现有的铝合金材料在作为汽车车身和零部件的时候已经不能满足新能源汽车对车体重量需求，从而影响汽车性能。如何获得一种高性能轻质铝合金，对于提高汽车整体性能而言意义非凡。
发明内容
本发明目的在于提供一种轻质铝合金的热处理装置及热处理方法，解决了目前由铝合金制成的汽车车身及零部件重量过大，影响汽车性能及寿命的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轻质铝合金的热处理装置，包括支架和设在支架上的连续辊，所述连续辊上依次设有辊底式炉A、冷轧工位、辊底式炉B，所述辊底式炉A包括两个侧壁，两个侧壁上分别设有密封门A、密封门B，辊底式炉A的炉腔内还设有另外两道密封门，将炉腔划分成3个腔室，中间的腔室内设有热轧辊，将通过的铝合金铸块热轧成板状，辊底式炉A内还设有抽真空设备；辊底式炉A通过侧壁上的密封门B连接冷轧工位，所述冷轧工位具有冷轧辊，将铝合金板与氧化石墨烯纤维布冷轧成复合板；冷轧工位通过密封门C连接辊底式炉B，辊底式炉B另一侧上设有密封门D，炉内设有抽真空设备；所有的密封门和抽真空设备均和中央控制系统连接。
其中，中央控制系统可以控制密封门和抽真空设备的开闭状态，通过中央控制系统对密封门和抽真空设备的控制，使铝合金制品所在的任一腔室内均保持真空状态，防止铝合金在高温下与空气反应发生氧化。
氧化石墨烯纤维布与铝合金板相比具有更低的密度，两者复合板的重量明显低于同体积的单一铝合金板，且氧化石墨烯纤维布的复合还提高了铝合金板的导热性、抗拉伸强度等性能。
进一步的，所述辊底式炉A和所述冷轧工位之间设有喷涂室，用于在铝合金板表面形成碳化钨涂层，所述喷涂室一侧通过密封门B与辊底式炉A连接，另一侧设置有密封门E，和冷轧工位连接，喷涂室内设有喷枪。
其中，喷涂的碳化钨可以在铝合金板和氧化石墨烯纤维布之间形成过渡层，提高两者的结合强度。另一方面，碳化钨涂层还可以防止铝合金板在冷轧工位上与空气接触发生氧化。
轻质铝合金的热处理方法为，将铝合金铸块熔铸后，以1℃/s的速度升温到500℃，保温30分钟，然后以4℃/s的速度升温到1300℃，保温6-8小时，之后以0.5℃/s的速度降温，降到450℃时进行热压，形成厚度为1.5cm的合金板，之后再以5℃/s的速度升温到700℃保温1h后淬火，冷却放置24小时后将得到的铝合金板与氧化石墨烯纤维层高温压合，之后以4℃/s的速度升温到900℃保温12小时，冷却，得到铝合金板。
进一步的，在淬火后还包括在铝合金板表面喷涂碳化钨的步骤。
铝合金铸块组成为：Mg0.5-0.8wt%，Ti0.7-1.5%，Ni0.3-0.4wt%，Cr0.03-0.06wt%，Si1.6-2.4%，其余为Al。按照上述配比制得的铝合金材料适用于汽车车身及零部件，具有较高的硬度以及良好的复合特性。
本发明的有益效果在于：用铝合金板和氧化石墨烯纤维布复合，获得了轻质、高导热率、高强度的铝合金材料，有效的提高了新能源汽车的性能及安全性。
附图说明
图1示出了铝合金热处理装置。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作更详细的说明。
如图1所示，轻质铝合金的热处理装置，包括支架1和设在支架上的连续辊2，连续辊上依次设有辊底式炉A3、喷涂室4、冷轧工位5、辊底式炉B6，所述辊底式炉A3包括两个侧壁，两个侧壁上分别设有密封门A7、密封门B10，辊底式炉A的炉腔内还设有另外两道密封门A’8和密封门B’9，将炉腔划分成3个腔室，中间的腔室内设有热轧辊，将通过的铝合金铸块热轧成板状，辊底式炉A内设有抽真空设备（图1未示出）。辊底式炉A通过侧壁上的密封门B10连接喷涂室，用于在铝合金板表面形成涂层，喷涂室另一侧设置有密封门E11，和冷轧工位连接，喷涂室内设有喷枪14，所述冷轧工位4具有冷轧辊B，将铝合金板与氧化石墨烯纤维布冷轧成复合板，冷轧工位4通过密封门C12连接辊底式炉B5，辊底式炉B5另一侧侧壁上设有密封门D13，炉内设有抽真空设备（图1未示出），所有的密封门和抽真空设备均和中央控制系统连接。
铝合金热处理装置的运行方式如下：所有密封门一开始均处于开启状态，铝合金铸块通过密封门A进入辊底式炉A2的第一腔室，中央控制系统控制密封门A和E关闭，密封门A’、B’和B开启，抽真空设备开始抽真空，抽真空结束后辊底式炉A以1℃/s的速度升温到500℃，保温30分钟，然后以4℃/s的速度升温到1300℃，保温6-8小时，之后以0.5℃/s的速度降温，降到450℃时，铝合金铸块由连续辊送入第二腔室，密封门A’关闭，铝合金铸块通过热轧辊进行热轧，形成厚度为1.5cm的铝合金板，之后进入第三腔室，密封门B’关闭，第三腔室以5℃/s的速度升温至700℃并保温1h后淬火，冷却放置24小时，然后将得到的铝合金板送至喷涂室，密封门B关闭，然后喷枪在铝合金板表面上喷涂碳化钨涂层，涂覆后密封门E打开，铝合金板被输送至冷轧工位，与氧化石墨烯纤维布压合，之后将铝合金复合板送入辊底式炉B中，密封门C和密封门D关闭，抽真空设备开始抽真空，抽真空结束之后辊底式炉B以4℃/s的速度升温到900℃并保温12小时，冷却，得到轻质铝合金板。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轻质铝合金的热处理装置，其特征在于，包括支架和设在支架上的连续辊，所述连续辊上依次设有辊底式炉A、冷轧工位、辊底式炉B，所述辊底式炉A包括两个侧壁，两个侧壁上分别设有密封门A、密封门B，辊底式炉A的炉腔内还设有另外两道密封门，将炉腔划分成3个腔室，中间的腔室内设有热轧辊，将通过的铝合金铸块热轧成板状，辊底式炉A内还设有抽真空设备，辊底式炉A通过侧壁上的密封门B连接冷轧工位；所述冷轧工位具有冷轧辊，将铝合金板与氧化石墨烯纤维布冷轧成复合板；冷轧工位通过密封门C连接辊底式炉B一侧，所述辊底式炉B另一侧上设有密封门D，炉内设有抽真空设备；所有的密封门和抽真空设备均和中央控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的轻质铝合金的热处理装置，其特征在于，所述辊底式炉A和所述冷轧工位之间设有喷涂室，用于在铝合金板表面上形成涂层，所述喷涂室一侧通过密封门B与辊底式炉A连接，另一侧通过密封门E与冷轧工位连接，喷涂室内设有喷枪。
3.根据权利要求2所述的轻质铝合金的热处理装置，其特征在于，所述喷涂室在铝合金板表面喷涂碳化钨涂层。
4.一种轻质铝合金的热处理方法，其特征在于，将铝合金铸块以1℃/s的速度升温到500℃，保温30分钟，然后以4℃/s的速度升温到1300℃，保温8小时，之后以0.5℃/s的速度降温，降到450℃时进行热压，形成厚度为1.5cm的合金板，之后再以5℃/s的速度升温到700℃保温1h后淬火，冷却放置24小时后将得到的铝合金板与氧化石墨烯纤维布冷轧形成复合板，然后以4℃/s的速度升温到900℃保温12小时，冷却，得到轻质铝合金板。
5.根据权利要求4所述的轻质铝合金的热处理方法，其特征在于，所述铝合金铸块的成分为：Mg 0.5-0.8wt%，Ti 0.7-1.5%，Ni 0.3-0.4wt%，Cr 0.03-0.06wt%，Si 1.6-2.4%，其余为Al。
6.根据权利要求4所述的轻质铝合金的热处理方法，其特征在于，在所述铝合金板淬火后加入在铝合金板表面喷涂碳化钨的步骤。
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