CN110396586A - 一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，立式淬火炉由炉底支架、加热炉体、加热元件、热风循环系统、移动淬火水槽车、提升机构、控制系统等部分组成，以达到快速淬火的效果。本发明的立式铝合金淬火炉的温度均匀度，实现了用户要求的温度均匀度，且立式铝合金淬火炉具有完善的控制系统，体现在100—650℃均可实现准确控温、系统稳定可靠、操作简便、避免人为误操作、功能齐全等方面，提高淬火的温度，减少在炉时间，实现快速出炉，提升工作效率，使该方法达到了良好的实用性。

Description

一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法

技术领域

本发明涉及金属处理技术领域，具体为一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法。

背景技术

铝(Al)是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的资源约为400～500亿吨，仅次于氧和硅，居第三位，在金属品种中为第一大类金属，铝具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚、而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料，铝棒是铝产品的一种，铝棒的熔铸包括熔化、提纯、除杂、除气、除渣与铸造过程，根据铝棒含有的金属元素不同，铝棒大概可以分为8个大类，铝棒在加工处理时，需要其进行淬火工艺，淬火是把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织(也有根据需要获得贝氏体或保持单相奥氏体)的一种热处理工艺方法。淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。

关于淬火保温时间及冷却速度介绍：

(1)、淬火加热保温时间主要取决于强化相的固溶速度，而强化相的固溶速度又与淬火加热温度、合金的本性、组织状态、制品断面大小、加热条件、介质及装炉多少等因素有关，一般淬火加热温度偏上限时，其保温时间相应要短一些，经过高温挤压、变形程度较大的，保温时间较短，而预先经过退火的制品，由于其强化相缓慢析出较粗大，使其强化相溶解速度较慢，因而保温时间相应的长一些，制品在热空气中加热和在盐浴中加热其保温时间大不一样，在盐浴中加热的时间要短得多，工业用铝合金型、棒材多数是用立式空气淬火炉，其保温时间是以金属表面温度或炉膛温度达到淬火温度下限开始计算保温时间。

(2)、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，降低淬火时效后的力学性能，因此淬火时的冷却速度越快越好，但是冷却速度越大，淬火制品的残余应力和残余变形也越大，因此冷却速度要根据不同的合金和不同形状、尺寸的制品来确定，一般合金的淬火对冷却速度敏感性强的，选择的冷却速度要大，如2A11,2A12合金淬火冷却对于形状、尺寸大小不同的制品应采用不同的冷却速度，通常主要靠调整淬火介质的温度来实现，对于形状简单、中小型、棒材可用室温水淬火(水温一般10～35℃),对于形复杂、壁厚差别较大的型材，可用40～50℃的水淬火，而对于特别易产生变形的制品，甚至可以将水温升至75～85℃进行淬火，试验证明随着水温升高使其淬火制品的力学性能和抗蚀性能有所降低。

(3)、铝合金最常用的淬火介质是水，因为水的粘度小、热容量大，蒸发热快，冷却能力强，而且使用非常方便、经济，但是它的缺点是在加热后冷却能力降低，淬火加热的制品在水中冷却可以分为三个阶段:第一阶段为膜状沸腾阶段，当炽热制品与冷水刚接触时，在其表面立即形成一层不均匀的过热蒸汽薄膜，它很牢固，导热性不好，使制品的冷却速度降低，第二阶段为气泡沸腾阶段，当蒸汽薄膜破坏时，靠近金属表面的液体产生剧烈的沸腾，发生强烈的热交换，第三阶段为热量对流阶段，冷却水的循环，或制品左右摆动、或上下移动，增加制品表面与水产生对流的热交换，以提高冷却速度，根据上面分析，为了很快突破第一阶段，并进一步冷却，保证淬火制品冷却均匀，需要在淬火水槽中装有压缩空气管，以便搅拌，同时制品入水槽后要作适当的摆动，另外为保证水温不会升高太多，淬火槽应有足够的容量(一般应为淬火制品总体积的20倍以上)，而且冷却水应有循环装置，除了调节水温来控制淬火冷却速度外，还可以在冷却水中加入不同的溶剂来调节水的冷却能力，通常采用聚乙醇水溶液作为冷却介质，同时还可以调节聚乙醇水溶液浓度来控制制品淬火的冷却速度，一般易变形的制品，经常用这种聚乙醇水溶液来淬火。

铝棒通过立式淬火炉的淬火工艺，可以增加其硬度，一般电炉采用的淬火温度严格控制在400-500℃，在炉时间2-4h，温度高了，在炉时间长了，会造成材质过硬而报废；温度低了，在炉时间短了，会造成产品硬度达不到要求，所以需要规划推算出一套铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，立式淬火炉由炉底支架、加热炉体、加热元件、热风循环系统、移动淬火水槽车、提升机构、控制系统等部分组成，包括以下五个步骤：

步骤一：通过加热炉体上方的提升机构将铝棒原料进行固定提升作业，使其平稳的进入到加热炉体内部；

步骤二：所述控制系统控制加热炉体内的加热元件对内部进行加热淬火作业，淬火温度提升控制在500-600℃，并将铝棒原料在炉时间缩短为1-2h；

步骤三：所述加热元件对加热炉体内的铝棒原料加热淬火时，通过热风循环系统将加热元件散发的热量进行热循环作业，使加热炉体内的温度均匀，并且确保风循环次数在40次/分钟以上；

步骤四：所述移动淬火水槽车通过轨道、水槽车组合作业，并通过轨道移动、定位，确保水槽车在炉底支架的下方平移作业；

步骤五：所述加热炉体内的铝棒原料淬火完毕后，启动提升机构将加热炉体内的铝棒原料提出，并将其浸入到水槽车内部进行快速冷却。

进一步，所述热风循环系统由通风机装置和导风板组成，通风机装置安放在加热炉体顶部，风扇采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制作成离心式风叶，导风板采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制成，通过若干个搁杆固定于炉膛内壁上,将加热元件的电阻带包裹在内。

进一步，所述水槽车的深度超过所述提升机构的装料框深度的1.5倍,可确保工件在淬火炉得到淬火冷却，淬火炉内另采用电加热管进行加热，并通过测温仪表自动控制，淬火炉有进水口，可通冷却水，淬火炉内设有循环水泵进行热水喷射循环,使温度均匀。

进一步，所述提升机构由蜷扬机、装料框、提升铰链、滚动轮等组成，卷扬机用低速比减速器驱动，且带有自锁装置,可确保装料框在任何位置停留及减速运行,防止装料框下降时快速撞击淬火炉。

进一步，所述炉底支架是供搁置炉件用的,由型钢焊接而成，装料框需要根据用户要求，可由型钢制作，提升铰链架采用钢缆牵引，加热炉体的炉门壳件采用钢材焊接成型,内衬采用优质全纤维结构，炉门与炉体的密封采硅酸铝耐火纤维材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、淬火炉的温度均匀，实现用户要求的温度均匀度；

2、淬火炉运行平稳、可靠，设备处于低噪音、低振动工作状态；

3、可实现准确控温、系统稳定可靠、操作简便、避免人为误操作、功能齐全等方面，提高淬火的温度，减少在炉时间，实现快速出炉，提升工作效率；

4、淬火转移迅速、可靠。

附图说明

图1为本发明中的淬火炉的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供的实施例：一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，立式淬火炉由炉底支架、加热炉体、加热元件、热风循环系统、移动淬火水槽车、提升机构、控制系统等部分组成，该结构的立式淬火炉可以达到快速淬火的效果，淬火方法包括以下五个步骤：

步骤一：通过加热炉体上方的提升机构将铝棒原料进行固定提升作业，使其平稳的进入到加热炉体内部；

步骤二：所述控制系统控制加热炉体内的加热元件对内部进行加热淬火作业，淬火温度提升控制在500-600℃，将铝棒原料在炉时间缩短为1-2h，提高了淬火的温度，减少在炉时间，实现快速出炉，提升工作效率；

步骤三：所述加热元件对加热炉体内的铝棒原料加热淬火时，通过热风循环系统将加热元件散发的热量进行热循环作业，使加热炉体内的温度均匀，并且确保风循环次数在40次/分钟以上，确保了内部保温效果；

步骤四：所述移动淬火水槽车通过轨道、水槽车组合作业，并通过轨道移动、定位，确保水槽车在炉底支架的下方平移作业，确保了作业时的平稳性；

步骤五：所述加热炉体内的铝棒原料淬火完毕后，启动提升机构将加热炉体内的铝棒原料提出，并将其浸入到水槽车内部进行快速冷却。

进一步，热风循环系统由通风机装置和导风板组成，通风机装置安放在加热炉体顶部，风扇采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制作成离心式风叶，导风板采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制成，通过若干个搁杆固定于炉膛内壁上,将加热元件的电阻带包裹在内。

进一步，水槽车的深度超过提升机构的装料框深度的1.5倍,可确保工件在淬火炉得到淬火冷却，淬火炉内另采用电加热管进行加热，并通过测温仪表自动控制，淬火炉有进水口，可通冷却水，淬火炉内设有循环水泵进行热水喷射循环,使温度匀。

进一步，提升机构由蜷扬机、装料框、提升铰链、滚动轮等组成，卷扬机用低速比减速器驱动，且带有自锁装置,可确保装料框在任何位置停留及减速运行,防止装料框下降时快速撞击淬火炉。

进一步，炉底支架是供搁置炉件用的,由型钢焊接而成，装料框可根据用户要求，由型钢制作，提升铰链采用钢缆牵引，加热炉体的炉门壳件采用钢材焊接成型,内衬采用优质全纤维结构，炉门与炉体的密封采硅酸铝耐火纤维材料。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，立式淬火炉由炉底支架、加热炉体、加热元件、热风循环系统、移动淬火水槽车、提升机构、控制系统等部分组成，其特征在于：包括以下五个步骤：

步骤一：通过加热炉体上方的提升机构将铝棒原料进行固定提升作业，使其平稳的进入到加热炉体内部；

步骤二：所述控制系统控制加热炉体内的加热元件对内部进行加热淬火作业，淬火温度提升控制在500-600℃，并将铝棒原料在炉时间缩短为1-2h；

步骤三：所述加热元件对加热炉体内的铝棒原料加热淬火时，通过热风循环系统将加热元件散发的热量进行热循环作业，使加热炉体内的温度均匀，并且确保风循环次数在40次/分钟以上；

步骤四：所述移动淬火水槽车通过轨道、水槽车组合作业，并通过轨道移动、定位，确保水槽车在炉底支架的下方平移作业；

步骤五：所述加热炉体内的铝棒原料淬火完毕后，启动提升机构将加热炉体内的铝棒原料提出，并将其浸入到水槽车内部进行快速冷却。

2.根据权利要求1所述的一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，其特征在于：所述热风循环系统由通风机装置和导风板组成，通风机装置安放在加热炉体顶部，风扇采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制作成离心式风叶，导风板采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制成，通过若干个搁杆固定于炉膛内壁上,将加热元件的电阻带包裹在内。

3.根据权利要求1所述的一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，其特征在于：所述水槽车的深度超过所述提升机构的装料框深度的1.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，其特征在于：所述提升机构由蜷扬机、装料框、提升铰链、滚动轮等组成。

5.根据权利要求4所述的一种铝棒在立式淬火炉中快速出炉的淬火方法，其特征在于：所述炉底支架是供搁置炉件用的,由型钢焊接而成，所述装料框由型钢制作，提升铰链采用钢缆牵引，加热炉体的炉门壳件采用钢材焊接成型,内衬采用优质全纤维结构，炉门与炉体的密封采硅酸铝耐火纤维材料。