CN110026447A - 过滤器型材加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过滤器型材加工工艺，涉及铝型材生产加工技术领域，旨在解决现有的生产铝型材的方法容易影响过滤器型材产品的质量的问题。其技术方案要点是，包括以下步骤：三段预热、挤压成型、三段冷却、拉伸矫直、切割、时效处理、表面处理、深加工、检验包装入库。挤压成型后的铝型材半成品的冷却被分成了三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置。通过三段冷却，能够使铝型材半成品的降温更均匀，且冷却强度更高，利于最终的过滤器型材产品达到硬度和强度的指标要求，而且不会因为降温不均匀以及冷却强度不够而导致热挤出的铝型材半成品产生变形的现象，从而达到了能够有效提高过滤器型材产品的质量的效果。

Description

过滤器型材加工工艺

技术领域

本发明涉及铝型材生产加工技术领域，尤其是涉及一种过滤器型材加工工艺。

背景技术

目前，在工业生产及日常生活中型材，特别是金属型材（例如铝型材）的使用是越来越广泛，例如过滤器型材、散热器型材及电机外壳型材等大多都采用铝型材。随着铝型材使用量的逐步增加，人们对铝型材的结构及品质提出了更高的要求，为了能制作出不同结构及不同品质的型材，必须采用具有针对性的生产工艺来生产相应的型材。

在加工过滤器型材的过程中，过滤器型材经热挤压出后，需要经过淬火处理，其硬度和强度等综合技术性能指标才能达到铝型材的标准要求（T5或T6）。例如：

公开号为CN104512064A的中国专利就公开了一种生产铝型材的方法，其包括以下步骤：熔炼生产出铝棒；铸锭的均匀化；用挤压机挤压出各种规格的型材，并急速风冷（例如在挤压机的型材出料口处设置数台小型鼓风机）；对铝型材进行时效处理；对铝型材进行着色并封孔；铝型材的电层涂漆；烘干得到铝型材基材：铝型材基材经过铬化前处理，通过静电喷涂上粉末涂料；将粉末涂料的型材在180-200°C温度下烘烤10-15min；采用穿条式工艺生产隔热铝型材。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通过上述方法采用风冷的方式对挤压出来的过滤器型材进行在线淬火处理时，虽然方法简单，但由于降温不均匀，加之冷却强度也难以达到标准要求，所以处理后的过滤器型材的硬度和强度指标也很难达到标准要求（T5或T6），而且若降温不均匀以及冷却强度不够还容易导致热挤出的过滤器型材产生变形现象，从而影响了过滤器型材产品的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种过滤器型材加工工艺，其具有能够提高过滤器型材产品的质量的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种过滤器型材加工工艺，包括以下步骤：

S1、预热：将预热分为三段，第一段为长铝棒的加热，第二段为模具的加热，第三段为挤压机挤压筒的加热；

S2、挤压成型：将步骤S1中加热后的长铝棒剪切为设定长度的短铝棒，之后将短铝棒送入挤压机挤压成型为铝型材半成品；

S3、冷却：将铝型材半成品的冷却分为三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置；

S4、拉伸矫直：通过矫直机对静置了一定时间的铝型材半成品进行拉伸矫直操作；

S5、切割：将铝型材半成品切割为指定长度的过滤器型材半成品；

S6、时效处理：将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，时效固化后得到基材；

S7、表面处理：将基材进行阳极氧化处理，基材经阳极氧化后在表面生成一层氧化铝保护层，接着将基材送入单锡盐着色槽，着色采用电泳涂装的方式将亚锡离子填充到基材表面的氧化铝保护层中，之后封孔晾干；

S8、深加工：对步骤S7中得到的基材进行铣槽、钻孔、攻丝，得到过滤器型材成品；

S9、检验入库：对过滤器型材成品进行检验，并在检验合格后包装入库。

通过采用上述技术方案，在正式挤压铝型材前，先将长铝棒、模具、挤压机挤压筒进行预热，使得长铝棒、模具、挤压机挤压筒由内而外均具有一个相同或相近的温度。在进行挤压作业模具和挤压机挤压筒与高温的铝棒接触时，由于模具以及挤压筒的表面和心部的温度相同/相近，所以模具以及挤压筒的表面不会因为内外温度差而发生龟裂。另外，加热后的模具以及挤压筒与高温的铝棒接触时，不会使铝棒表面或外侧的温度下降很多，从而保证了铝棒内外温度的均匀，进而有效保证了成型的铝型材半成品的质量，使得其不易变形。挤压成型后的铝型材半成品的冷却也被分成了三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置。通过三段冷却，能够使铝型材半成品的降温更均匀，且冷却强度更高，利于最终的过滤器型材产品达到硬度和强度的指标要求，而且不会因为降温不均匀以及冷却强度不够而导致热挤出的铝型材半成品产生变形的现象，从而达到了能够有效提高过滤器型材产品的质量的效果。

本发明进一步设置为：所述步骤S1中，长铝棒在第一段加热后的温度为480-510℃，模具在第二段加热后的温度为430-445℃，挤压机挤压筒在第三段加热后的温度为440-455℃。

通过采用上述技术方案，能够有效保证由挤压机挤出的铝型材半成品的质量。具体的，模具和挤压机挤压筒的预热温度不宜太高，否则会影响自身的结构强度，而且预热温度太高也容易影响铝的分子链排布而降低铝型材半成品的质量；预热温度也不宜过低，否则会使得长铝棒表面或外侧的温度下降过快，长铝棒内外温度差过大，也会影响成型后的铝型材半成品的质量。

本发明进一步设置为：所述步骤S1中，第一段的加热时间为4-5h，第二段的加热时间为8-12h，第三段的加热时间为5-6小时。

通过采用上述技术方案，能够有效保证长铝棒、模具和挤压机挤压筒在预热时的质量。具体的，长铝棒、模具和挤压机挤压筒均为预热件，加热速度越快，预热件表面与心部的温度差别越大，加之组织转变的不等时性等原因，使得模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力，当其内应力超过模具的屈服极限时，就会引起预热件的变形。而将预热件的加热时间设置一个合适的时间范围，能够在热传导的效应下保证在加热预热件时，其表面与心部的温度差别不会太大，从而不会影响预热件的硬度、抗压强度等性能。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，冷却的第一段采用散热装置进行散热，冷却的第二段采用风机进行散热；所述散热装置包括：

设置在挤出机输出端的输送机架；

承载于所述输送机架且开口向上的储水盒；

装配于所述储水盒且与铝型材半成品滚动配合的输送辊；以及，

配置在所述储水盒的上方且出风端朝向储水盒的开口的风机；

其中，所述输送辊沿其径向的一侧位于储水盒内，另一侧伸出到储水盒上方且与铝型材半成品相抵。

通过采用上述技术方案，由挤出机挤出的铝型材半成品被输送辊支撑，并被向远离挤出机方向输送。在输送铝型材半成品的过程中，输送辊滚动并将储水盒内的水带至铝型材半成品的表面，以对铝型材半成品进行冷却，同时的，输送机架上侧的风机向铝型材半成品吹风。在风机吹风的过程中，风加快了铝型材表面水的蒸发，也对储水盒内的水进行了冷却，具有对铝型材的冷却效果好的优点。而且，后续还有第二段和第三段散热，所以大大提高了铝型材的散热效率。

本发明进一步设置为：所述输送机架上且位于其远离挤出机的一端设置有开口向上的盛水箱，所述盛水箱的顶端与储水盒的顶端齐平；所述盛水箱内设置有与铝型材半成品滚动配合的支撑辊，所述支撑辊上套设有吸水海绵；所述盛水箱内沿支撑辊的轴向设置有横杆，所述横杆与所述吸水海绵抵接。

通过采用上述技术方案，铝型材离开储水盒后，支撑辊外侧的吸水海绵能够吸附掉铝型材半成品表面的水滴，避免水资源的浪费，也避免了对生产场地造成污染。在吸水海绵吸附足够多的水后，由于横杆与吸水海绵相抵，所以横杆能够使吸水海绵内的水挤出到盛水箱中，从而保证吸水海绵的吸水能力。

本发明进一步设置为：所述横杆呈圆柱状且与盛水箱转动连接。

通过采用上述技术方案，能够减小支撑辊在转动时的阻力，更利于吸水海绵对铝型材半成品表面水滴的吸附以及对铝型材半成品的传送。

本发明进一步设置为：所述步骤S4包括以下子步骤：

S41、在静置了一定时间的铝型材半成品的两端均填充一矫直防护件；

S42、通过矫直机对填充了矫直防护件的铝型材半成品进行拉伸矫直操作。

通过采用上述技术方案，在拉伸矫直时，矫直机会夹持住铝型材半成品的端部，通过矫直防护件的设置，能够对铝型材半成品的端部进行有效的防护，防止铝型材半成品断裂。

本发明进一步设置为：所述铝型材半成品呈U形并形成有U形槽，两个所述矫直防护件分别位于U形槽的两端，且所述矫直防护件沿U形槽长度方向的两端均呈弧形。

通过采用上述技术方案，矫直防护件位于铝型材半成品的U形槽中，对U形的铝型材半成品起到的支撑的作用，防止在矫直机夹持铝型材半成品时，铝型材半成品的两侧向U型槽内弯折而造成铝型材半成品整个长度方向的龟裂，从而有效保证了在矫直拉伸时铝型材半成品的质量。

本发明进一步设置为：所述步骤S6包括以下子步骤：

S61、启动时效炉进行预热；

S62、设定时效炉的温度范围和保温时间；

S63、将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，达到保温时间后取出以得到基材。

通过采用上述技术方案，先对时效炉进行一个预热，从而初始将过滤器型材半成品投入时效炉时就具有了一个温热环境，从而不必在将过滤器型材半成品投入时效炉后才开始从环境温度开始加热，增加了时效环节的效率。另一方面，将过滤器型材半成品投入具有预热温度的时效炉，也能够有效保证过滤器型材半成品的质量。

本发明进一步设置为：所述子步骤S61中，时效炉预热后的温度为190-200℃，时效炉的预热时间为2-3h。

通过采用上述技术方案，将时效炉的预热后的温度设为190-200℃，能够防止温度过高造成过滤器型材半成品表面的龟裂，在将过滤器型材半成品投入具有预热温度的时效炉后，再进行加热和保温即可，保证了时效效率的同时，也避免了过滤器型材半成品产生质量问题。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过三段预热和三段冷却的设置，具有能够有效提高过滤器型材产品的质量的效果；

2、通过储水盒、输送辊和风机的设置，具有对铝型材的冷却效果好且冷却效率高的优点；

3、通过盛水箱、吸水海绵和横杆的设置，能够防止水资源的浪费以及水对生产场地的污染，实现了清洁生产；

4、通过时效炉预热的设置，在保证了过滤器型材半成品产生质量的基础上也大大提高了时效效率。

附图说明

图1是本发明实施例示出的过滤器型材加工工艺的流程图；

图2是本发明实施例示出的散热装置的结构示意图；

图3是本发明实施例示出的另一个散热装置的结构示意图；

图4是本发明实施例示出的盛水箱的结构示意图；

图5是本发明实施例示出的用于体现矫直防护件与铝型材半成品之间的连接关系的结构示意图；

图6是本发明实施例示出的另一个用于体现矫直防护件与铝型材半成品之间的连接关系的结构示意图。

图中，1、输送机架；11、风机；12、第一安装槽；13、第二安装槽；2、储水盒；21、挡板；3、输送辊；4、盛水箱；41、支撑辊；42、吸水海绵；43、横杆； 5、支撑架；6、铝型材半成品；61、U形槽；7、矫直防护件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例

参照图1，为本发明公开的一种过滤器型材加工工艺，包括以下步骤：

S1、预热：将预热分为三段，第一段为长铝棒的加热，第二段为模具的加热，第三段为挤压机挤压筒的加热。在步骤S1中，为了保证长铝棒、模具以及挤压机挤压筒的质量和性能，长铝棒、模具和挤压机挤压筒从冷态加到目标温度时都不宜过快。所以，优选的，在本实施例中，长铝棒在第一段加热后的温度为480-510℃，加热时间为4-5h；模具在第二段加热后的温度为430-445℃，加热时间为8-12h；挤压机挤压筒在第三段加热后的温度为440-455℃，加热时间为5-6小时。

以模具的预热为例，加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，加之组织转变的不等时性等原因，使得模具截面各部分体积胀缩不均匀，组织转变的不均匀，从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时，就会引起模具的变形。而将模具的加热时间设为8-12h，能够在热传导的效应下保证在加热模具时，其表面与心部的温度差别不会太大，从而不会影响模具的性能。

S2、挤压成型：将步骤S1中加热后的长铝棒剪切为设定长度的短铝棒，之后将短铝棒送入挤压机挤压成型为铝型材半成品6。在本实施例中，步骤一中的长铝棒通过均质加热炉加热，并在加热到指定温度范围（480-510℃）后，通过热剪机将由均质加热炉送出的长铝棒剪切为50cm一段的短铝棒，并将短铝棒送入到铝型材挤压机中。

S3、冷却：将铝型材半成品6的冷却分为三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置。具体的，在步骤S3中，冷却的第一段采用散热装置进行散热，冷却的第二段采用风机11进行散热。

S4、拉伸矫直：通过矫直机对静置了一定时间的铝型材半成品6进行拉伸矫直操作。具体的，步骤S4包括以下子步骤：

S41、在静置了一定时间的铝型材半成品6的两端均填充一个矫直防护件7（参照图5）。

S42、通过矫直机对填充了矫直防护件7的铝型材半成品6进行拉伸矫直操作。

S5、切割：将铝型材半成品6切割为指定长度的过滤器型材半成品。

S6、时效处理：将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，时效固化后得到基材。具体的，步骤S6包括以下子步骤：

S61、启动时效炉进行预热，时效炉预热后的温度为190-200℃，时效炉的预热时间为2-3h。

S62、设定时效炉的温度范围和保温时间。具体的，6063铝型材设置温度范围为170-220℃，设置保温时间为3h；6061铝型材设置温度范围为170-220℃，设置保温时间为5h；6005铝型材设置温度范围为155-210℃，设置保温时间为8h。

S63、将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，达到保温时间后取出，以得到基材。

S7、表面处理：将基材进行阳极氧化处理，基材经阳极氧化后在表面生成一层氧化铝保护层，接着将基材送入单锡盐着色槽，着色采用电泳涂装的方式将亚锡离子填充到基材表面的氧化铝保护层中，之后封孔晾干。具体的，先将基材进行低温抛光或碱蚀处理；然后进行阳极氧化，在进行阳极氧化时，以基材为阳极，将基材置于电解液中通电，阳极产生氧原子，由于氧原子具有很强的氧化性，所以在基材表面会生成一层性能优良的AL2O3保护层；着色采用单锡盐着色工艺，将基材浸泡于单锡盐着色槽中，通直流电（电压15V）25-35s，再经过交直流转换将直流电转换为交流电（电压为16-17V）后通入着色槽25s，使得亚锡离子填充到AL2O3保护层中，使AL2O3保护层显现出不同的颜色；之后再封孔（本实施例中采用无镍中温封孔槽工艺）和晾干即可。

S8、深加工：通过CNC加工中心对步骤S7中得到的基材进行铣槽、钻孔、攻丝，得到过滤器型材成品。

S9、检验入库：对过滤器型材成品进行外观以及尺寸的检验，并在检验合格后包装入库。

参照图2，散热装置包括输送机架1和位于输送机架1上下两侧的风机11。输送机架1上设置有储水盒2，储水盒2的开口向上，且储水盒2位于输送机架1上侧的风机11和下侧的风机11之间。具体的，输送机架1的一侧设置有支撑架5，支撑架5延伸至输送机架1的上方，输送机架1上侧的风机11固定在输送机架1上且其出风口朝向储水盒2的开口，输送机架1下侧的风机11的出风口朝向储水盒2的底部。

参照图3，输送机架1的顶端沿铝型材半成品6的输送方向依次设置有第一安装槽12和第二安装槽13，储水盒2设置在第一安装槽12内。储水盒2内沿铝型材半成品6的输送方向依次设置了四个与铝型材半成品6滚动配合的输送辊3，具体的，输送辊3沿其径向的一侧位于储水盒2内，另一侧伸出到储水盒2的上方。

参照图3，储水盒2沿输送辊3轴向的两个外侧壁上均设置有挡板21，挡板21的顶端位于储水盒2顶端的上方，能够起到防护的作用。第二安装槽13内设置有开口向上的盛水箱4，盛水箱4的顶端与储水盒2的顶端齐平。在盛水箱4内设置有与铝型材半成品6滚动配合的支撑辊41，支撑辊41沿其径向的一侧位于盛水箱4内，另一侧伸出到盛水箱4的上方。

参照图3和图4，输送辊3的两端与储水盒2转动连接且能够周向转动，支撑辊41的两端与盛水箱4转动连接且能够周向转动。优选的，支撑辊41上套设有吸水海绵42，吸水海绵42呈环状。盛水箱4内沿支撑辊41的轴向设置有横杆43，横杆43与支撑辊41上的吸水海绵42抵接。在本实施例中，横杆43呈圆柱状且其两端与盛水箱4的内侧壁转动连接（即横杆43也能够周向转动）。

参照图5和图6，铝型材半成品6呈U形并形成有U形槽61，U形槽61的开口朝上。在通过矫直机对铝型材半成品6进行矫直拉伸时，每一根铝型材半成品6的U形槽61的两端都会填充一个矫直防护件7。矫直防护件7沿U形槽61长度方向的两端均呈弧形，在填充矫直防护件7时，可以将矫直防护件7从铝型材半成品6的上方插入U形槽61，也可以使矫直防护件7的弧形端对准U形槽61的端部插入。

上述实施例的实施原理为：

过滤器型材的加工步骤包括三段预热、挤压成型、三段冷却、拉伸矫直、切割、时效处理、表面处理、深加工和检验包装入库。

其中，挤压成型后的铝型材半成品6的冷却被分成了三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置。冷却的第一段采用散热装置进行散热，冷却的第二段采用风机11进行散热。

具体的，由挤出机挤出的铝型材半成品6被输送辊3和支撑辊41支撑，并被向远离挤出机方向输送。在输送铝型材半成品6的过程中，输送辊3滚动并将储水盒2内的水带至铝型材半成品6的表面对铝型材半成品6进行冷却，同时的，输送机架1上侧的风机11对铝型材半成品6和储水盒2内的水进行散热，输送机架1下侧的风机11对储水盒2进行散热。铝型材半成品6经过支撑辊41时，支撑辊41滚动，且铝型材半成品6表面多余的水滴被支撑辊41上套设的吸水海绵42吸附。在支撑辊41滚动的过程中，横杆43也滚动并挤压吸水海绵42，从而使得吸水海绵42吸附的水流到盛水箱4中，利于水资源的回收利用。

在对铝型材半成品6进行矫直时，先将两个矫直防护件7从铝型材半成品6的上方插入U形槽61的两端或者使两个矫直防护件7的弧形端对准U形槽61的端部插入U形槽61的两端，然后通过铝型材半成品6两端的矫直机夹紧铝型材半成品6的两个端部进行矫直即可。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过滤器型材加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预热：将预热分为三段，第一段为长铝棒的加热，第二段为模具的加热，第三段为挤压机挤压筒的加热；

S2、挤压成型：将步骤S1中加热后的长铝棒剪切为设定长度的短铝棒，之后将短铝棒送入挤压机挤压成型为铝型材半成品(6)；

S3、冷却：将铝型材半成品(6)的冷却分为三段，第一段为水冷和风冷，第二段为风冷，第三段为静置；

S4、拉伸矫直：通过矫直机对静置了一定时间的铝型材半成品(6)进行拉伸矫直操作；

S5、切割：将铝型材半成品(6)切割为指定长度的过滤器型材半成品；

S6、时效处理：将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，时效固化后得到基材；

S7、表面处理：将基材进行阳极氧化处理，基材经阳极氧化后在表面生成一层氧化铝保护层，接着将基材送入单锡盐着色槽，着色采用电泳涂装的方式将亚锡离子填充到基材表面的氧化铝保护层中，之后封孔晾干；

S8、深加工：对步骤S7中得到的基材进行铣槽、钻孔、攻丝，得到过滤器型材成品；

S9、检验入库：对过滤器型材成品进行检验，并在检验合格后包装入库。

2.根据权利要求1所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述步骤S1中，长铝棒在第一段加热后的温度为480-510℃，模具在第二段加热后的温度为430-445℃，挤压机挤压筒在第三段加热后的温度为440-455℃。

3.根据权利要求2所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述步骤S1中，第一段的加热时间为4-5h，第二段的加热时间为8-12h，第三段的加热时间为5-6小时。

4.根据权利要求1所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述步骤S3中，冷却的第一段采用散热装置进行散热，冷却的第二段采用风机(11)进行散热；所述散热装置包括：

设置在挤出机输出端的输送机架(1)；

承载于所述输送机架(1)且开口向上的储水盒(2)；

装配于所述储水盒(2)且与铝型材半成品(6)滚动配合的输送辊(3)；以及，

配置在所述储水盒(2)的上方且出风端朝向储水盒(2)的开口的风机(11)；

其中，所述输送辊(3)沿其径向的一侧位于储水盒(2)内，另一侧伸出到储水盒(2)上方且与铝型材半成品(6)相抵。

5.根据权利要求4所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述输送机架(1)上且位于其远离挤出机的一端设置有开口向上的盛水箱(4)，所述盛水箱(4)的顶端与储水盒(2)的顶端齐平；所述盛水箱(4)内设置有与铝型材半成品(6)滚动配合的支撑辊(41)，所述支撑辊(41)上套设有吸水海绵(42)；所述盛水箱(4)内沿支撑辊(41)的轴向设置有横杆(43)，所述横杆(43)与所述吸水海绵(42)抵接。

6.根据权利要求5所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述横杆(43)呈圆柱状且与盛水箱(4)转动连接。

7.根据权利要求1所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

S41、在静置了一定时间的铝型材半成品(6)的两端均填充一矫直防护件(7)；

S42、通过矫直机对填充了矫直防护件(7)的铝型材半成品(6)进行拉伸矫直操作。

8.根据权利要求7所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述铝型材半成品(6)呈U形并形成有U形槽(61)，两个所述矫直防护件(7)分别位于U形槽(61)的两端，且所述矫直防护件(7)沿U形槽(61)长度方向的两端均呈弧形。

9.根据权利要求1所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述步骤S6包括以下子步骤：

S61、启动时效炉进行预热；

S62、设定时效炉的温度范围和保温时间；

S63、将过滤器型材半成品投入时效炉内进行时效固化，达到保温时间后取出以得到基材。

10.根据权利要求9所述的过滤器型材加工工艺，其特征在于，所述子步骤S61中，时效炉预热后的温度为190-200℃，时效炉的预热时间为2-3h。