CN114150239B - 一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统 - Google Patents

一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统，热处理系统包括送料单元、固溶单元和冷却单元，送料单元包括移动轨道和送料车，送料车包括驱动车、保温槽、第一气缸、顶杆、密封板和夹持板；固溶单元包括支撑架、炉体、导风管、回风管和空气加热器，支撑架的数量为两个，冷却单元包括升降臂、保温板和注水管；通过送料单元将铝合金构件送至炉体的下方，密封板将进料口密封，利用固溶单元加热铝合金构件，固溶保温完成，再利用冷却单元将其冷却并保温，完成热处理，通过上述系统，降低了大型复杂构件的热处理难度。

Description

一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，尤其涉及一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统。
背景技术
纯铝具有良好的导电性和导热性，其密度比钢和铜都要小，并且具有良好的塑性，它无磁性、弹性系数小，纯铝的表面有层致密的氧化膜，从而形成优良的耐腐蚀性能。但纯铝强度很低，加入合金元素可使其强化，即形成铝合金；Al-Si合金的铸造性能良好，适于铸造大型复杂薄壁铸件，在此基础上添加微量元素，就可以达到提高合金力学性能的目的。
大型铝合金铸件结构日趋复杂，在设计要求较高铸件力学性能的前提下，还要控制复杂结构件变形量以满足后续加工要求，这种结构的复杂性大大增加了热处理的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统，旨在解决现有技术中在设计要求较高铸件力学性能的前提下，还要控制复杂结构件变形量以满足后续加工要求，这种结构的复杂性大大增加了热处理的难度的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种铝合金大型复杂构件热处理方法，包括如下步骤：
淬火炉进行预热，在炉内温度到达260～280℃时，通过送料车将铝合金构件送至炉内；
固溶温度设定为540～560℃，固溶保温时间为12h；
固溶保温完成后，送料车将铝合金构件送至炉外，使用温度为52～60℃的水进行冷却；
铝合金构件冷却的同时，将水加热，升温至130～140℃，并保温6h，完成热处理。
本发明还提出一种采用上述所述的铝合金大型复杂构件热处理方法的热处理系统，所述热处理系统包括送料单元、固溶单元和冷却单元，所述送料单元包括移动轨道和送料车，所述送料车与所述移动轨道滑动连接，并位于所述移动轨道的上方，所述送料车包括驱动车、保温槽、第一气缸、顶杆、密封板和夹持板，所述驱动车设置于所述移动轨道的上方，所述保温槽与所述驱动车固定连接，并位于所述驱动车的上方，所述第一气缸设置于所述保温槽和所述驱动车之间，所述顶杆与所述第一气缸活动连接，并位于所述第一气缸的上方，所述顶杆与所述保温槽活动连接，并穿过所述保温槽，所述密封板与所述顶杆固定连接，并位于所述顶杆的上方，所述夹持板与所述密封板固定连接，并位于所述密封板的上方；
所述固溶单元包括支撑架、炉体、导风管、回风管和空气加热器，所述支撑架的数量为两个，两个所述支撑架分别设置于所述移动轨道的两侧，所述炉体分别与两个所述支撑架固定连接，并位于所述移动轨道的上方，所述炉体的底部设置有进料口，所述炉体的相对两侧分别设置有进风口和出风口，所述空气加热器设置于所述炉体的顶端，所述导风管的两端分别与所述进风口和所述空气加热器连通，所述回风管的两端分别与所述出风口和所述空气加热器连通；
所述冷却单元包括升降臂、保温板和注水管，所述升降臂设置于所述移动轨道的上方，所述保温板与所述升降臂的活动连接，并位于所述升降臂的下方，所述保温板的顶端设置有注水孔，所述注水管与所述注水孔连通。
通过将铝合金构件固定于所述夹持板的上方，通过所述驱动车将铝合金构件送至所述炉体的下方，所述第一气缸将所述夹持板顶起，所述密封板将所述进料口密封，利用所述固溶单元加热铝合金构件，固溶保温完成，再利用冷却单元将其冷却并保温，完成热处理，通过上述系统，降低了大型复杂构件的热处理难度。
其中，所述保温槽包括框体、底板和加热电阻，所述底板与所述顶杆活动连接，并位于所述驱动车的上方，所述框体与所述底板固定连接，并位于所述底板和所述保温板之间，所述加热电阻的数量为多个，每个所述加热电阻间隔均匀设置于所述框体的内侧壁。
完成固溶保温后，所述第一气缸收缩，使得所述密封板移动至所述底板的上方，并紧贴于所述框体的内侧壁，所述保温板在所述升降臂的带动下，移动至所述框体的顶端，使得所述保温框形成密封空间，通过所述注水管将52～60℃的水导入所述保温槽，将铝合金构件冷却。
其中，所述送料车还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述密封板的顶端。
通过所述温度传感器检测所述保温槽中的水温，根据水温调节所述加热电阻的发热功率，从而维持水温恒定。
其中，所述炉体的内侧壁设置有炉衬，所述炉衬由硅铝纤维毯和岩棉板组成。
通过设置所述炉衬，使得所述炉体升温更快，保温效果更好。
其中，所述导风管包括U形管和风扇，所述U形管的两端分别与所述进风口和所述空气加热器连通，所述风扇设置于所述U形管的内部。
通过所述风扇将所述空气加热器中的热空气通过所述U形管导入所述炉体，从而维持所述炉体的温度。
本发明的一种铝合金大型复杂构件热处理方法及系统，通过将铝合金构件固定于所述夹持板的上方，通过所述驱动车将铝合金构件送至所述炉体的下方，所述第一气缸将所述夹持板顶起，所述密封板将所述进料口密封，使得所述炉体形成密闭空间，所述空气加热器对空气进行加热，所述导风管将热空气导入所述炉体，所述回风管再将热空气导回所述空气加热器，形成炉内的热风循环，维持所述炉体的温度，从而完成铝合金构件的固溶保温，完成固溶保温后，所述第一气缸收缩，所述密封板移动至所述保温槽的底部，所述驱动车将所述保温槽移动至所述保温板的下方，利用所述升降臂将所述保温板将所述保温槽密封，通过所述注水管对所述保温槽注水，进行冷却以及后续的保温，通过上述系统，降低了大型复杂构件的热处理难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种铝合金大型复杂构件热处理方法的步骤流程图。
图2是本发明提供的一种热处理系统的结构示意图。
图3是本发明提供的送料车的结构示意图。
图4是本发明提供的空气加热器的结构示意图。
图5是本发明提供的保温槽和保温板的组合示意图。
1-送料单元、11-移动轨道、12-送料车、121-驱动车、122-保温槽、1221-框体、1222-底板、1223-加热电阻、1224-温度传感器、123-第一气缸、124-顶杆、125-密封板、126-夹持板、2-固溶单元、21-支撑架、22-炉体、23-导风管、231-U形管、232-风扇、24-回风管、25-空气加热器、251-罐体、252-加热管、253-导流板、254-第一气孔、255-第二气孔、256-测温点、26-进料口、27-进风口、28-出风口、29-炉衬、3-冷却单元、31-升降臂、311-架体、312-第二气缸、313-杆体、32-保温板、33-注水管、34-注水孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供一种铝合金大型复杂构件热处理方法，包括如下步骤：
S1：淬火炉进行预热，在炉内温度到达260～280℃时，通过送料车将铝合金构件送至炉内；
S2：固溶温度设定为540～560℃，固溶保温时间为12h；
S3：固溶保温完成后，送料车将铝合金构件送至炉外，使用温度为52～60℃的水进行冷却；
S4：铝合金构件冷却的同时，将水加热，升温至130～140℃，并保温6h，完成热处理。
在本实施方式中，采用此方法对铝合金构件热处理过后，铝合金构件的变形量较小，且构件表面不会产生裂纹，降低了大型复杂构件的热处理难度。
请参阅图2至图5，本发明还提出一种采用上述所述的铝合金大型复杂构件热处理方法的热处理系统，所述热处理系统包括送料单元1、固溶单元2和冷却单元3，所述送料单元1包括移动轨道11和送料车12，所述送料车12与所述移动轨道11滑动连接，并位于所述移动轨道11的上方，所述送料车12包括驱动车121、保温槽122、第一气缸123、顶杆124、密封板125和夹持板126，所述驱动车121设置于所述移动轨道11的上方，所述保温槽122与所述驱动车121固定连接，并位于所述驱动车121的上方，所述第一气缸123设置于所述保温槽122和所述驱动车121之间，所述顶杆124与所述第一气缸123活动连接，并位于所述第一气缸123的上方，所述顶杆124与所述保温槽122活动连接，并穿过所述保温槽122，所述密封板125与所述顶杆124固定连接，并位于所述顶杆124的上方，所述夹持板126与所述密封板125固定连接，并位于所述密封板125的上方；
所述固溶单元2包括支撑架21、炉体22、导风管23、回风管24和空气加热器25，所述支撑架21的数量为两个，两个所述支撑架21分别设置于所述移动轨道11的两侧，所述炉体22分别与两个所述支撑架21固定连接，并位于所述移动轨道11的上方，所述炉体22的底部设置有进料口26，所述炉体22的相对两侧分别设置有进风口27和出风口28，所述空气加热器25设置于所述炉体22的顶端，所述导风管23的两端分别与所述进风口27和所述空气加热器25连通，所述回风管24的两端分别与所述出风口28和所述空气加热器25连通；
所述冷却单元3包括升降臂31、保温板32和注水管33，所述升降臂31设置于所述移动轨道11的上方，所述保温板32与所述升降臂31的活动连接，并位于所述升降臂31的下方，所述保温板32的顶端设置有注水孔34，所述注水管33与所述注水孔34连通。
在本实施方式中，通过将铝合金构件固定于所述夹持板126的上方，通过所述驱动车121将铝合金构件送至所述炉体22的下方，所述第一气缸123将所述夹持板126顶起，所述密封板125将所述进料口26密封，使得所述炉体22形成密闭空间，所述空气加热器25对空气进行加热，所述导风管23将热空气导入所述炉体22，所述回风管24再将热空气导回所述空气加热器25，形成炉内的热风循环，维持所述炉体22的温度，从而完成铝合金构件的固溶保温，完成固溶保温后，所述第一气缸123收缩，所述密封板125移动至所述保温槽122的底部，所述驱动车121将所述保温槽122移动至所述保温板32的下方，利用所述升降臂31将所述保温板32将所述保温槽122密封，通过所述注水管33对所述保温槽122注水，进行冷却以及后续的保温，通过上述系统，降低了大型复杂构件的热处理难度。
进一步的，所述保温槽122包括框体1221、底板1222和加热电阻1223，所述底板1222与所述顶杆124活动连接，并位于所述驱动车121的上方，所述框体1221与所述底板1222固定连接，并位于所述底板1222和所述保温板32之间，所述加热电阻1223的数量为多个，每个所述加热电阻1223间隔均匀设置于所述框体1221的内侧壁；所述送料车12还包括温度传感器1224，所述温度传感器1224设置于所述密封板125的顶端；所述炉体22的内侧壁设置有炉衬29，所述炉衬29由硅铝纤维毯和岩棉板组成。
在本实施方式中，通过将铝合金构件固定于所述夹持板126的上方，通过所述驱动车121将铝合金构件送至所述炉体22的下方，所述第一气缸123将所述夹持板126顶起，所述密封板125将所述进料口26密封，利用所述固溶单元2加热铝合金构件，固溶保温完成，再利用冷却单元3将其冷却并保温，完成热处理，通过上述系统，降低了大型复杂构件的热处理难度；完成固溶保温后，所述第一气缸123收缩，使得所述密封板125移动至所述底板1222的上方，并紧贴于所述框体1221的内侧壁，所述保温板32在所述升降臂31的带动下，移动至所述框体1221的顶端，使得所述保温框形成密封空间，通过所述注水管33将52～60℃的水导入所述保温槽122，将铝合金构件冷却，所述加热电阻1223进行加热，将所述保温槽122内的水加热至130～140℃；通过所述温度传感器1224检测所述保温槽122中的水温，根据水温调节所述加热电阻1223的发热功率，从而维持水温恒定。
进一步的，所述导风管23包括U形管231和风扇232，所述U形管231的两端分别与所述进风口27和所述空气加热器25连通，所述风扇232设置于所述U形管231的内部。
在本实施方式中，通过所述风扇232将所述空气加热器25中的热空气通过所述U形管231导入所述炉体22，从而维持所述炉体22的温度。
进一步的，所述空气加热器25包括罐体251、加热管252和导流板253，所述罐体251设置于所述炉体22的上方，所述加热管252设置于所述罐体251的内部，所述导流板253的数量为多个，每个所述导流板253间隔均匀设置于所述罐体251的内部，所述罐体251的两侧分别设置第一气孔254和第二气孔255，所述导风管23与所述第一气孔254连通，所述回风管24与所述第二气孔255连通。
在本实施方式中，利用所述加热管252对所述罐体251内部的空气加热，所述导流板253延长同段空气在所述罐体251内的留存时间，提高受热时间，通过所述导风管23和所述回风管24形成空气循环，从而维持所述炉体22的温度。
进一步的，所述第一气孔254和所述第二气孔255的内侧壁均设置由测温点256。
在本实施方式中，通过所述测温点256将所述第一气孔254和所述第二气孔255周围的温度，从而调节所述加热管252的发热功率，以维持所述炉体22内的温度恒定。
进一步的，所述升降臂31包括架体311、第二气缸312和杆体313，所述架体311设置于所述移动轨道11的一侧，所述第二气缸312设置于所述支撑架21的上方，所述杆体313与所述第二气缸312活动连接，并位于所述第二气缸312下方，所述保温板32与所述杆体313固定连接，并位于所述杆体313的下方。
在本实施方式中，通过所述第二气缸312的伸缩，通过所述杆体313控制所述保温板32移动，从而封闭所述保温槽122，所述注水管33为软管，通过水泵进行抽水，填充所述保温槽122，从而完成冷却。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种热处理系统，采用一种铝合金大型复杂构件热处理方法，包括如下步骤：淬火炉进行预热，在炉内温度到达260～280℃时，通过送料车将铝合金构件送至炉内；固溶温度设定为540～560℃，固溶保温时间为12h；固溶保温完成后，送料车将铝合金构件送至炉外，使用温度为52～60℃的水进行冷却；铝合金构件冷却的同时，将水加热，升温至130～140℃，并保温6h，完成热处理；其特征在于，
所述热处理系统包括送料单元、固溶单元和冷却单元，所述送料单元包括移动轨道和送料车，所述送料车与所述移动轨道滑动连接，并位于所述移动轨道的上方，所述送料车包括驱动车、保温槽、第一气缸、顶杆、密封板和夹持板，所述驱动车设置于所述移动轨道的上方，所述保温槽与所述驱动车固定连接，并位于所述驱动车的上方，所述第一气缸设置于所述保温槽和所述驱动车之间，所述顶杆与所述第一气缸活动连接，并位于所述第一气缸的上方，所述顶杆与所述保温槽活动连接，并穿过所述保温槽，所述密封板与所述顶杆固定连接，并位于所述顶杆的上方，所述夹持板与所述密封板固定连接，并位于所述密封板的上方；
所述固溶单元包括支撑架、炉体、导风管、回风管和空气加热器，所述支撑架的数量为两个，两个所述支撑架分别设置于所述移动轨道的两侧，所述炉体分别与两个所述支撑架固定连接，并位于所述移动轨道的上方，所述炉体的底部设置有进料口，所述炉体的相对两侧分别设置有进风口和出风口，所述空气加热器设置于所述炉体的顶端，所述导风管的两端分别与所述进风口和所述空气加热器连通，所述回风管的两端分别与所述出风口和所述空气加热器连通；
所述冷却单元包括升降臂、保温板和注水管，所述升降臂设置于所述移动轨道的上方，所述保温板与所述升降臂的活动连接，并位于所述升降臂的下方，所述保温板的顶端设置有注水孔，所述注水管与所述注水孔连通。
2.如权利要求1所述的一种热处理系统，其特征在于，
所述保温槽包括框体、底板和加热电阻，所述底板与所述顶杆活动连接，并位于所述驱动车的上方，所述框体与所述底板固定连接，并位于所述底板和所述保温板之间，所述加热电阻的数量为多个，每个所述加热电阻间隔均匀设置于所述框体的内侧壁。
3.如权利要求2所述的一种热处理系统，其特征在于，
所述送料车还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述密封板的顶端。
4.如权利要求3所述的一种热处理系统，其特征在于，
所述炉体的内侧壁设置有炉衬，所述炉衬由硅铝纤维毯和岩棉板组成。
5.如权利要求4所述的一种热处理系统，其特征在于，
所述导风管包括U形管和风扇，所述U形管的两端分别与所述进风口和所述空气加热器连通，所述风扇设置于所述U形管的内部。
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