CN114717492B - 一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法 - Google Patents

一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金热处理技术领域，公开了一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法。包括：将铝合金工件455±2℃保温1h在淬火装置中迅速水冷；24‑28℃的环境下6次冷轧，首次压下量为2.2mm，且剩余压下量以25%压下率下降；400‑450℃退火70min，然后水淬；128℃保温16‑18h，然后进行空冷。本发明高温退火显著提高了变形合金的再结晶形核率，合金发生快速的回复和再结晶，短时保温不仅能够抑制析出相的粗化长大，还能抑制再结晶晶粒长大，进而获得高过饱和度的细晶组织，最后进行时效处理，使得溶质原子大量析出，进一步提高合金的强度，通过细晶组织与析出相的良好匹配，显著改善合金的塑韧性能。

Description

一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法
技术领域
本发明属于铝合金热处理领域，特别涉及一种用于铝合金形变的热处理方法，尤其涉及一种运动自行车用铝合金形变的热处理方法。
背景技术
铝合金具有低密度、高比强度、良好的成型性和耐蚀性、低成本等一系列优势，在自行车领域有着广泛的应用。对铝合金进行热处理，可提高铝合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。
传统铝合金热轧薄板制造工艺包括多道次的温、热轧及道次间再结晶退火以及后续的二次固溶及时效处理，不仅工艺繁杂、能源利用率低，而且难于精细控制，前人的ITMT工艺尽管能够有效细化晶粒组织，但是也有较大的不足，比如形变前的过时效处理降低了材料的塑性变形能力，且使得粗大析出相在后续的热处理过程中不易于很好地回溶，同时在铝合金的热处理过程中要进行淬火，现有技术中的淬火大多是直接将铝合金件缓慢浸入冷水中，由于铝合金件与冷水接触时将会产生大量的水蒸气，进而会使得工件的表面覆盖一层水蒸气膜，进而导致工件的冷却速度降低，从而会产生软点，影响工件的质量。
因此，发明一种用于铝合金形变的热处理方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法，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：一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法，包括如下步骤：
S1:固溶处理，将铝合金工件放置在盐浴炉中以455±2℃保温1h，然后将铝合金工件放置在淬火装置中迅速水冷，转移时间小于10s；
S2:冷轧，将铝合金工件在24-28℃的环境下进行6次冷轧，首次压下量为2.2mm，且剩余压下量以25%压下率下降，铝合金工件的变形量为65%；
S3:高温短时退火，在退火炉中以400-450℃退火70min，然后放入淬火装置中进行水淬，转移时间小于10s；
S4:时效处理，将铝合金工件放置在电热鼓风干燥箱以128℃保温16-18h，然后进行空冷；
其中S1中所述的淬火装置包括淬火池、转动辊、吸气板和驱动齿轮盘，所述淬火池的内部设有两组转动辊,转动辊的中心轴处均固定设有转动轴，转动轴的前端活动安装在淬火池的前侧壁，转动轴的后侧端伸出淬火池的后侧壁与驱动齿轮盘固连，驱动齿轮盘的数量为二，且两组驱动齿轮盘相互啮合，其中一组驱动齿轮盘的外侧面中心与驱动电机传动连接，所述转动辊的上方设有吸气板，吸气板通过安装板安装在淬火池的顶部内壁，吸气板的内部开设有收纳腔，收纳腔的顶部与弹簧压缩管的顶端固连，弹簧压缩管的底端与滑动板的上表面固连，且弹簧压缩管的内部设有将收纳腔顶部与滑动板上表面固连的弹簧，滑动板的底部与拉绳的一端固连，拉绳的另一端固定连接在活动套管的顶部边缘，所述活动套管套设在转动轴上的弯折部上，弯折部位于转动辊的前后两侧，且弯折部为直角U形结构，所述吸气板的顶部内壁固定设有抽气管,抽气管通过吸气板内部的抽气通道与弹簧压缩管的顶部相互连通，吸气板的顶部外壁固定设有喷气管,喷气管通过吸气板内部的排气通道与弹簧压缩管的顶部相互连通，抽气通道和排气通道的内部均设有单向阀。
工作时，固溶处理在盐浴炉中进行，可以有效防止铝合金工件的氧化，同时盐浴具有升温快，加热均匀等特点，有利于获得均匀的再结晶组织，固溶处理后铝合金工件的成分以及组织将会更加的均匀，并使得溶质原子回熔提高合金的过饱和度，为后续的形变提供匀变形能力，而经过冷轧后，增加了基体内错密度，形变将会存储较高的能量，为后续的再结晶提供驱动力，随后进行高温短时的再结晶退火，高温退火显著提高了变形合金的再结晶形核率，合金发生快速的回复和再结晶，短时保温不仅能够抑制析出相的粗化长大，还能抑制再结晶晶粒长大，进而获得高过饱和度的细晶组织，最后进行时效处理，使得溶质原子大量析出，进一步提高合金的强度，通过细晶组织与析出相的良好匹配，显著改善合金的塑韧性能；
同时淬火装置可以保证铝合金工件的冷却效率，进而防止在在铝合金工件的表面形成软点，实际操作时，驱动电机将会带动其中一组驱动齿轮盘转动，进而带动一组转动辊转动，两组驱动齿轮盘相互啮合进而带动两组转动辊做相向运动，进而将铝合金工件放置在两组转动辊之间，转动辊可以驱动铝合金工件下移并与淬火池内部的水接触，进而可以进行水淬，且转动辊相对转动时，可以将铝合金工件进入水中，而两组转动辊向相反的方向转动时，铝合金工件将会从水中不断浮出，进而如此往复，可以提高铝合金工件的冷却效率；
同时两组转动辊压在铝合金工件的表面，可以有效防止铝合金工件由于受热不均而出现弯曲的情况；
在两组转动辊转动的过程中，转动轴两端的弯折部将会带着活动套管转动，当活动套管转动至弯折部的最低处时，此时与活动套管固连的拉绳将会拉扯滑动板，进而将与滑动板固连的弹簧压缩管不断的拉伸，此时工件与水接触产生的水蒸气将会通过抽气管、抽气通道进入弹簧压缩管的内部，而当活动套管转动至弯折部的顶部时，也就是与转动轴中心轴线相互重合的位置时，此时活动套管将会把拉绳的底端放松，进而滑动板将会在与之固连的弹簧的作用下上移并挤压弹簧压缩管,弹簧压缩管内部的水蒸气将会从吸气板外壁的喷气管喷出至离铝合金工件较远的位置，进而随着转动辊和转动轴的不断转动，弹簧压缩管将会反复的伸展和压缩，进而将铝合金工件周围的水蒸气向远离铝合金工件的位置运输，避免水蒸气在铝合金工件的周围积累而降低工件的冷却效率；
值得一提的是，本发明中的淬火装置适用于板状或者条状等铝合金工件。
优选的，所述转动辊的表面边缘开设有收纳槽,收纳槽的底部通过弹簧与弧形板的内侧壁固连，与所述弧形板固连的弹簧处于自然状态时，弧形板的外边缘伸出收纳槽的外端口。
工作时，弧形板通过弹簧与收纳槽的底部固连，进而使得弧形板弹性压紧在工件的表面，并能驱动工件移动，从而避免将工件压变形。
优选的，所述弧形板与收纳槽之间通过弧形气囊固连，且弧形板的表面均匀开设有与弧形气囊内部相互连通的喷水孔。
工作时，当弧形板与铝合金工件的表面接触时，弧形板将会受到挤压并挤压收纳槽内部的弧形气囊,弧形气囊内部的气体将会喷水孔喷出，用于铝合金工件表面的降温，并将铝合金工件表面的水蒸气快速吹散，而当弧形板转动至偏离铝合金工件表面的位置时，弧形板将会在与之固连的弹簧的作用下回弹，此时弧形气囊逐渐恢复原状，淬火池内部的水将会从喷水孔进入弧形气囊的内部，当下一次弧形板与铝合金工件的表面接触时，弧形气囊内部的水将会从喷水孔喷射在工件的表面，为工件进行降温。
优选的，所述转动轴上位于弯折部的外侧固定设有圆齿轮盘，圆齿轮盘边缘的齿牙未布满圆齿轮盘的外边缘，所述竖向活动板的内壁设有与圆齿轮盘上的齿牙相互匹配的驱动齿，驱动齿通过扭簧活动铰接在竖向活动板的内壁，且驱动齿的尖端倾斜向下，驱动齿处于靠近竖向活动板顶部的位置，且竖向活动板的内侧表面自上往下均匀设有固定翻水板。
工作时，转动辊和转动轴向工件的方向转动时，转动轴上的圆齿轮盘将会转动，并通过与竖向活动板内壁的齿牙相互啮合带动竖向活动板向上移动，而当圆齿轮盘上的齿牙转动至偏离啮合齿的位置时，竖向活动板将会在自身重力下下降，从而实现竖向活动板的上下移动，进而竖向活动板上固定设有的固定翻水板可以将淬火池内部的水进行翻动，促进淬火池内部热量的散失；
而当转动辊向工件的外部转动时，此时圆齿轮盘将会从驱动齿的顶部直接滑过，不会带动竖向活动板的移动。
优选的，所述竖向活动板的外侧面开设有限位滑槽,限位滑槽与限位滑块相互滑动连接，且限位滑块的外侧端与固定杆的一端固连，固定杆的另一端固定连接在淬火池的内壁。
优选的，所述竖向活动板的上方设有供气槽体,供气槽体固定安装在吸气板的外侧壁，且供气槽体为开口向下的矩形槽体结构，供气槽体的内部滑动设有第一活塞板,第一活塞板的顶部通过弹簧与供气槽体的顶部固连，第一活塞板的底部与竖向活动板的顶部固连，竖向活动板和第一活塞板的内部开设有与供气槽体内部相互连通的气流通道，且竖向活动板的表面开设有与气流通道内部相互连通的喷气孔,供气槽体的顶端外侧壁固定设有冷气管,冷气管与供气槽体的内部相互连通，所述冷气管和喷气孔的内部均设有单向阀。
工作时，当竖向活动板上移时，第一活塞板将会挤压供气槽体内部的空气，进而供气槽体内部的空气将会通过气流通道从竖向活动板表面的喷气孔均匀喷出，可以起到对淬火池内部的水进行散热降温的作用，同时提高水对工件的冷却效果，而当竖向活动板带动第一活塞板下移时，此时外界的冷空气将会从冷气管进入供气槽体的内部进行存储，为下一次的向淬火池的内部吹冷气做准备。
优选的，所述固定翻水板的内部为空心结构，且固定翻水板的内部滑动设有第二活塞板,第二活塞板靠近竖向活动板的一面通过弹簧与固定翻水板的内部空腔的端部固连，第二活塞板远离竖向活动板的表面固定设有活动翻水板,活动翻水板的伸出固定翻水板的内侧端边缘，且活动翻水板的外侧端开设有与固定翻水板内部相互连通的喷水通道,竖向活动板上开设有与固定翻水板外侧端相互连通的抽水孔,喷水通道和抽水孔的内部均设有单向阀，且淬火池的内部设有控制活动翻水板移动的控制机构。
工作时，控制机构可以控制活动翻水板在固定翻水板内部的移动，当活动翻水板从固定翻水板的内部抽出时，固定翻水板内部的空间增大，淬火池内部的远离工件的冷水将会从抽水孔进入固定翻水板的内部，而当活动翻水板向固定翻水板的内部移动时，固定翻水板内部存储的冷水将会从喷水通道的端口喷出至靠近工件的位置，从而起到将淬火池内部远离工件的温度较低的水向靠近工件的位置运输的作用，进而提高工件的冷却效率。
优选的，所述控制机构包括波浪板,波浪板的表面均匀设有孔洞，且波浪板竖向设置，波浪板的底端固定连接在淬火池的底部内壁。
在竖向活动板带动固定翻水板和活动翻水板上下移动的过程中，当活动翻水板与波浪板上的凸起部位接触时，活动翻水板将会向固定翻水板的内部收缩，而当活动翻水板处于波浪板上的凹陷部位时，此时活动翻水板将会伸出固定翻水板的内部。
优选的，所述转动辊的外表面位于弧形板的前后两侧固定设有搅拌叶，搅拌叶的外侧端为弧形结构设计，且搅拌叶的外边缘在同一虚拟圆柱体上。
工作时，转动辊在转动的过程中将会带动搅拌叶的转动，搅拌叶可以将淬火池内部的冷水进行搅拌，促进散热的进行，进而提高工件的冷却效率。
优选的，所述搅拌叶设有若干组，若干组搅拌叶在转动辊的外表面边缘绕转动辊的中心轴线呈等距环形排列。
本发明的技术效果和优点：
1、固溶处理在盐浴炉中进行，可以有效防止铝合金工件的氧化，同时盐浴具有升温快，加热均匀等特点，有利于获得均匀的再结晶组织，固溶处理后铝合金工件的成分以及组织将会更加的均匀，并使得溶质原子回熔提高合金的过饱和度，为后续的形变提供匀变形能力，而经过冷轧后，增加了基体内错密度，形变将会存储较高的能量，为后续的再结晶提供驱动力，随后进行高温短时的再结晶退火，高温退火显著提高了变形合金的再结晶形核率，合金发生快速的回复和再结晶，短时保温不仅能够抑制析出相的粗化长大，还能抑制再结晶晶粒长大，进而获得高过饱和度的细晶组织，最后进行时效处理，使得溶质原子大量析出，进一步提高合金的强度，通过细晶组织与析出相的良好匹配，显著改善合金的塑韧性能；
2、淬火装置可以保证铝合金工件的冷却效率，进而防止在在铝合金工件的表面形成软点，实际操作时，驱动电机将会带动其中一组驱动齿轮盘转动，进而带动一组转动辊转动，两组驱动齿轮盘相互啮合进而带动两组转动辊做相向运动，进而将铝合金工件放置在两组转动辊之间，转动辊可以驱动铝合金工件下移并与淬火池内部的水接触，进而可以进行水淬，且转动辊相对转动时，可以将铝合金工件进入水中，而两组转动辊向相反的方向转动时，铝合金工件将会从水中不断浮出，进而如此往复，可以提高铝合金工件的冷却效率；
3、两组转动辊压在铝合金工件的表面，可以有效防止铝合金工件由于受热不均而出现弯曲的情况。
附图说明
图1为本发明铝合金形变的热处理方法步骤图。
图2为本发明第一结构示意图。
图3为本发明第二结构示意图。
图4为图2中A处放大图。
图5为转动辊的内部结构示意图。
图6为图5中B处放大图。
图7为吸气板的内部结构示意图。
图8为图7中C处放大图。
图9为图7中D处放大图。
图10为供气槽体的内部结构示意图
图中：淬火池1、转动辊2、吸气板3、抽气管4、喷气管5、竖向活动板6、波浪板7、固定杆8、供气槽体9、限位滑块10、限位滑槽11、转动轴12、弯折部13、活动套管14、圆齿轮盘15、搅拌叶16、固定翻水板17、活动翻水板18、驱动齿轮盘19、弧形板20、喷水孔21、收纳槽22、弧形气囊23、抽气通道25、排气通道26、弹簧压缩管27、收纳腔28、冷气管29、第一活塞板30、气流通道31、喷气孔32、第二活塞板33、喷水通道34、滑动板35、抽水孔36。
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。
本发明提供了如图1-10所示的一种用于铝合金形变的热处理方法，包括如下步骤：
S1:固溶处理，将铝合金工件放置在盐浴炉中以455±2℃保温1h，然后将铝合金工件放置在淬火装置中迅速水冷，水冷转移时间小于10s；
S2:冷轧，将铝合金工件在24-28℃的环境下进行6次冷轧，首次压下量为2.2mm，且剩余压下量以25%厚度的压下率下降，铝合金工件的变形量为铝合金工件原厚度的65%；
S3:高温短时退火，在退火炉中以400-450℃退火70min，然后放入淬火装置中进行水淬，水淬的转移时间小于10s；
S4:时效处理，将铝合金工件放置在电热鼓风干燥箱以128℃保温16-18h，然后进行空冷；
其中S1中所述的淬火装置包括淬火池1、转动辊2、吸气板3和驱动齿轮盘19，淬火池1的内部设有两组转动辊2,转动辊2的中心轴处均固定设有转动轴12，转动轴12的前端活动安装在淬火池1的前侧壁，转动轴12的后侧端伸出淬火池1的后侧壁与驱动齿轮盘19固连，驱动齿轮盘19的数量为二，且两组驱动齿轮盘19相互啮合，其中一组驱动齿轮盘19的外侧面中心与驱动电机传动连接，转动辊2的上方设有吸气板3，吸气板3通过安装板安装在淬火池1的顶部内壁，吸气板3的内部开设有收纳腔28，收纳腔28的顶部与弹簧压缩管27的顶端固连，弹簧压缩管27的底端与滑动板35的上表面固连，且弹簧压缩管27的内部设有将收纳腔28顶部与滑动板35上表面固连的弹簧，滑动板35的底部与拉绳的一端固连，拉绳的另一端固定连接在活动套管14的顶部边缘，活动套管14套设在转动轴12上的弯折部13上，弯折部13位于转动辊2的前后两侧，且弯折部13为直角U形结构，吸气板3的顶部内壁固定设有抽气管4,抽气管4通过吸气板3内部的抽气通道25与弹簧压缩管27的顶部相互连通，吸气板3的顶部外壁固定设有喷气管5,喷气管5通过吸气板3内部的排气通道26与弹簧压缩管27的顶部相互连通，抽气通道25和排气通道26的内部均设有单向阀。
工作时，固溶处理在盐浴炉中进行，可以有效防止铝合金工件的氧化，同时盐浴具有升温快，加热均匀等特点，有利于获得均匀的再结晶组织，固溶处理后铝合金工件的成分以及组织将会更加的均匀，并使得溶质原子回熔提高合金的过饱和度，为后续的形变提供匀变形能力，而经过冷轧后，增加了基体内错密度，形变将会存储较高的能量，为后续的再结晶提供驱动力，随后进行高温短时的再结晶退火，高温退火显著提高了变形合金的再结晶形核率，合金发生快速的回复和再结晶，短时保温不仅能够抑制析出相的粗化长大，还能抑制再结晶晶粒长大，进而获得高过饱和度的细晶组织，最后进行时效处理，使得溶质原子大量析出，进一步提高合金的强度，通过细晶组织与析出相的良好匹配，显著改善合金的塑韧性能；
同时淬火装置可以保证铝合金工件的冷却效率，进而防止在在铝合金工件的表面形成软点，实际操作时，驱动电机将会带动其中一组驱动齿轮盘19转动，进而带动一组转动辊2转动，两组驱动齿轮盘19相互啮合进而带动两组转动辊2做相向运动，进而将铝合金工件放置在两组转动辊2之间，转动辊2可以驱动铝合金工件下移并与淬火池1内部的水接触，进而可以进行水淬，且转动辊2相对转动时，可以将铝合金工件进入水中，而两组转动辊2向相反的方向转动时，铝合金工件将会从水中不断浮出，进而如此往复，可以提高铝合金工件的冷却效率；
同时两组转动辊2压在铝合金工件的表面，可以有效防止铝合金工件由于受热不均而出现弯曲的情况；
在两组转动辊2转动的过程中，转动轴12两端的弯折部13将会带着活动套管14转动，当活动套管14转动至弯折部13的最低处时，此时与活动套管14固连的拉绳将会拉扯滑动板35，进而将与滑动板35固连的弹簧压缩管27不断的拉伸，此时工件与水接触产生的水蒸气将会通过抽气管4、抽气通道25进入弹簧压缩管27的内部，而当活动套管14转动至弯折部13的顶部时，也就是与转动轴12中心轴线相互重合的位置时，此时活动套管14将会把拉绳的底端放松，进而滑动板35将会在与之固连的弹簧的作用下上移并挤压弹簧压缩管27,弹簧压缩管27内部的水蒸气将会从吸气板3外壁的喷气管5喷出至离铝合金工件较远的位置，进而随着转动辊2和转动轴12的不断转动，弹簧压缩管27将会反复的伸展和压缩，进而将铝合金工件周围的水蒸气向远离铝合金工件的位置运输，避免水蒸气在铝合金工件的周围积累而降低工件的冷却效率；
值得一提的是，本发明中的淬火装置适用于板状或者条状等铝合金工件，但不限于板状或者条状等铝合金工件。
转动辊2的表面边缘开设有收纳槽22,收纳槽22的底部通过弹簧与弧形板20的内侧壁固连，与弧形板20固连的弹簧处于自然状态时，弧形板20的外边缘伸出收纳槽22的外端口。
工作时，弧形板20通过弹簧与收纳槽22的底部固连，进而使得弧形板20弹性压紧在工件的表面，并能驱动工件移动，从而避免将工件压变形。
弧形板20与收纳槽22之间通过弧形气囊23固连，且弧形板20的表面均匀开设有与弧形气囊23内部相互连通的喷水孔21。
工作时，当弧形板20与铝合金工件的表面接触时，弧形板20将会受到挤压并挤压收纳槽22内部的弧形气囊23,弧形气囊23内部的气体将会喷水孔21喷出，用于铝合金工件表面的降温，并将铝合金工件表面的水蒸气快速吹散，而当弧形板20转动至偏离铝合金工件表面的位置时，弧形板20将会在与之固连的弹簧的作用下回弹，此时弧形气囊23逐渐恢复原状，淬火池1内部的水将会从喷水孔21进入弧形气囊23的内部，当下一次弧形板20与铝合金工件的表面接触时，弧形气囊23内部的水将会从喷水孔21喷射在工件的表面，为工件进行降温。
转动轴12上位于弯折部13的外侧固定设有圆齿轮盘15，圆齿轮盘15边缘的齿牙未布满圆齿轮盘15的外边缘，竖向活动板6的内壁设有与圆齿轮盘15上的齿牙相互匹配的驱动齿，驱动齿通过扭簧活动铰接在竖向活动板6的内壁，且驱动齿的尖端倾斜向下，驱动齿处于靠近竖向活动板6顶部的位置，且竖向活动板6的内侧表面自上往下均匀设有固定翻水板17。
工作时，转动辊2和转动轴12向工件的方向转动时，转动轴12上的圆齿轮盘15将会转动，并通过与竖向活动板6内壁的齿牙相互啮合带动竖向活动板6向上移动，而当圆齿轮盘15上的齿牙转动至偏离啮合齿的位置时，竖向活动板6将会在自身重力下下降，从而实现竖向活动板6的上下移动，进而竖向活动板6上固定设有的固定翻水板17可以将淬火池1内部的水进行翻动，促进淬火池1内部热量的散失；
而当转动辊2向工件的外部转动时，此时圆齿轮盘15将会从驱动齿的顶部直接滑过，不会带动竖向活动板6的移动。
竖向活动板6的外侧面开设有限位滑槽11,限位滑槽11与限位滑块10相互滑动连接，且限位滑块10的外侧端与固定杆8的一端固连，固定杆8的另一端固定连接在淬火池1的内壁。
竖向活动板6的上方设有供气槽体9,供气槽体9固定安装在吸气板3的外侧壁，且供气槽体9为开口向下的矩形槽体结构，供气槽体9的内部滑动设有第一活塞板30,第一活塞板30的顶部通过弹簧与供气槽体9的顶部固连，第一活塞板30的底部与竖向活动板6的顶部固连，竖向活动板6和第一活塞板30的内部开设有与供气槽体9内部相互连通的气流通道31，且竖向活动板6的表面开设有与气流通道31内部相互连通的喷气孔32,供气槽体9的顶端外侧壁固定设有冷气管29,冷气管29与供气槽体9的内部相互连通，冷气管29和喷气孔32的内部均设有单向阀。
工作时，当竖向活动板6上移时，第一活塞板30将会挤压供气槽体9内部的空气，进而供气槽体9内部的空气将会通过气流通道31从竖向活动板6表面的喷气孔32均匀喷出，可以起到对淬火池1内部的水进行散热降温的作用，同时提高水对工件的冷却效果，而当竖向活动板6带动第一活塞板30下移时，此时外界的冷空气将会从冷气管29进入供气槽体9的内部进行存储，为下一次的向淬火池1的内部吹冷气做准备。
固定翻水板17的内部为空心结构，且固定翻水板17的内部滑动设有第二活塞板33,第二活塞板33靠近竖向活动板6的一面通过弹簧与固定翻水板17的内部空腔的端部固连，第二活塞板33远离竖向活动板6的表面固定设有活动翻水板18,活动翻水板18的伸出固定翻水板17的内侧端边缘，且活动翻水板18的外侧端开设有与固定翻水板17内部相互连通的喷水通道34,竖向活动板6上开设有与固定翻水板17外侧端相互连通的抽水孔36,喷水通道34和抽水孔36的内部均设有单向阀，且淬火池1的内部设有控制活动翻水板18移动的控制机构。
工作时，控制机构可以控制活动翻水板18在固定翻水板17内部的移动，当活动翻水板18从固定翻水板17的内部抽出时，固定翻水板17内部的空间增大，淬火池1内部的远离工件的冷水将会从抽水孔36进入固定翻水板17的内部，而当活动翻水板18向固定翻水板17的内部移动时，固定翻水板17内部存储的冷水将会从喷水通道34的端口喷出至靠近工件的位置，从而起到将淬火池1内部远离工件的温度较低的水向靠近工件的位置运输的作用，进而提高工件的冷却效率。
控制机构包括波浪板7,波浪板7的表面均匀设有孔洞，且波浪板7竖向设置，波浪板7的底端固定连接在淬火池1的底部内壁。
在竖向活动板6带动固定翻水板17和活动翻水板18上下移动的过程中，当活动翻水板18与波浪板7上的凸起部位接触时，活动翻水板18将会向固定翻水板17的内部收缩，而当活动翻水板18处于波浪板7上的凹陷部位时，此时活动翻水板18将会伸出固定翻水板17的内部。
转动辊2的外表面位于弧形板20的前后两侧固定设有搅拌叶16，搅拌叶16的外侧端为弧形结构设计，且搅拌叶16的外边缘在同一虚拟圆柱体上。
工作时，转动辊2在转动的过程中将会带动搅拌叶16的转动，搅拌叶16可以将淬火池1内部的冷水进行搅拌，促进散热的进行，进而提高工件的冷却效率。
搅拌叶16设有若干组，若干组搅拌叶16在转动辊2的外表面边缘绕转动辊2的中心轴线呈等距环形排列。
工作原理：固溶处理在盐浴炉中进行，可以有效防止铝合金工件的氧化，同时盐浴具有升温快，加热均匀等特点，有利于获得均匀的再结晶组织，固溶处理后铝合金工件的成分以及组织将会更加的均匀，并使得溶质原子回熔提高合金的过饱和度，为后续的形变提供匀变形能力，而经过冷轧后，增加了基体内错密度，形变将会存储较高的能量，为后续的再结晶提供驱动力，随后进行高温短时的再结晶退火，高温退火显著提高了变形合金的再结晶形核率，合金发生快速的回复和再结晶，短时保温不仅能够抑制析出相的粗化长大，还能抑制再结晶晶粒长大，进而获得高过饱和度的细晶组织，最后进行时效处理，使得溶质原子大量析出，进一步提高合金的强度，通过细晶组织与析出相的良好匹配，显著改善合金的塑韧性能；
同时淬火装置可以保证铝合金工件的冷却效率，进而防止在在铝合金工件的表面形成软点，实际操作时，驱动电机将会带动其中一组驱动齿轮盘19转动，进而带动一组转动辊2转动，两组驱动齿轮盘19相互啮合进而带动两组转动辊2做相向运动，进而将铝合金工件放置在两组转动辊2之间，转动辊2可以驱动铝合金工件下移并与淬火池1内部的水接触，进而可以进行水淬，且转动辊2相对转动时，可以将铝合金工件进入水中，而两组转动辊2向相反的方向转动时，铝合金工件将会从水中不断浮出，进而如此往复，可以提高铝合金工件的冷却效率；
同时两组转动辊2压在铝合金工件的表面，可以有效防止铝合金工件由于受热不均而出现弯曲的情况；
在两组转动辊2转动的过程中，转动轴12两端的弯折部13将会带着活动套管14转动，当活动套管14转动至弯折部13的最低处时，此时与活动套管14固连的拉绳将会拉扯滑动板35，进而将与滑动板35固连的弹簧压缩管27不断的拉伸，此时工件与水接触产生的水蒸气将会通过抽气管4、抽气通道25进入弹簧压缩管27的内部，而当活动套管14转动至弯折部13的顶部时，也就是与转动轴12中心轴线相互重合的位置时，此时活动套管14将会把拉绳的底端放松，进而滑动板35将会在与之固连的弹簧的作用下上移并挤压弹簧压缩管27,弹簧压缩管27内部的水蒸气将会从吸气板3外壁的喷气管5喷出至离铝合金工件较远的位置，进而随着转动辊2和转动轴12的不断转动，弹簧压缩管27将会反复的伸展和压缩，进而将铝合金工件周围的水蒸气向远离铝合金工件的位置运输，避免水蒸气在铝合金工件的周围积累而降低工件的冷却效率；
值得一提的是，本发明中的淬火装置适用于板状或者条状等铝合金工件。

Claims (10)

1.一种用于高强韧铝合金形变的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:固溶处理，将铝合金工件放置在盐浴炉中以455±2℃保温1h，然后将铝合金工件放置在淬火装置中迅速水冷，水冷转移时间小于10s；
S2:冷轧，将铝合金工件在24-28℃的环境下进行6次冷轧，首次压下量为2.2mm，且剩余压下量以25%厚度的压下率下降，铝合金工件的变形量为铝合金工件原厚度的65%；
S3:高温短时退火，在退火炉中以400-450℃退火70min，然后放入淬火装置中进行水淬，水淬的转移时间小于10s；
S4:时效处理，将铝合金工件放置在电热鼓风干燥箱以128℃保温16-18h，然后进行空冷；
其中S1中所述的淬火装置包括淬火池（1）、转动辊（2）、吸气板（3）和驱动齿轮盘（19），所述淬火池（1）的内部设有两组转动辊（2）,转动辊（2）的中心轴处均固定设有转动轴（12），转动轴（12）的前端活动安装在淬火池（1）的前侧壁，转动轴（12）的后侧端伸出淬火池（1）的后侧壁与驱动齿轮盘（19）固连，驱动齿轮盘（19）的数量为二，且两组驱动齿轮盘（19）相互啮合，其中一组驱动齿轮盘（19）的外侧面中心与驱动电机传动连接，所述转动辊（2）的上方设有吸气板（3），吸气板（3）通过安装板安装在淬火池（1）的顶部内壁，吸气板（3）的内部开设有收纳腔（28），收纳腔（28）的顶部与弹簧压缩管（27）的顶端固连，弹簧压缩管（27）的底端与滑动板（35）的上表面固连，且弹簧压缩管（27）的内部设有将收纳腔（28）顶部与滑动板（35）上表面固连的弹簧，滑动板（35）的底部与拉绳的一端固连，拉绳的另一端固定连接在活动套管（14）的顶部边缘，所述活动套管（14）套设在转动轴（12）上的弯折部（13）上，弯折部（13）位于转动辊（2）的前后两侧，且弯折部（13）为直角U形结构，所述吸气板（3）的顶部内壁固定设有抽气管（4）,抽气管（4）通过吸气板（3）内部的抽气通道（25）与弹簧压缩管（27）的顶部相互连通，吸气板（3）的顶部外壁固定设有喷气管（5）,喷气管（5）通过吸气板（3）内部的排气通道（26）与弹簧压缩管（27）的顶部相互连通，抽气通道（25）和排气通道（26）的内部均设有单向阀。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：所述转动辊（2）的表面边缘开设有收纳槽（22）,收纳槽（22）的底部通过弹簧与弧形板（20）的内侧壁固连，与所述弧形板（20）固连的弹簧处于自然状态时，弧形板（20）的外边缘伸出收纳槽（22）的外端口。
3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于：所述弧形板（20）与收纳槽（22）之间通过弧形气囊（23）固连，且弧形板（20）的表面均匀开设有与弧形气囊（23）内部相互连通的喷水孔（21）。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：所述转动轴（12）上位于弯折部（13）的外侧固定设有圆齿轮盘（15），圆齿轮盘（15）边缘的齿牙未布满圆齿轮盘（15）的外边缘，还包括竖向活动板（6），所述竖向活动板（6）的内壁设有与圆齿轮盘（15）上的齿牙相互匹配的驱动齿，驱动齿通过扭簧活动铰接在竖向活动板（6）的内壁，且驱动齿的尖端倾斜向下，驱动齿处于靠近竖向活动板（6）顶部的位置，且竖向活动板（6）的内侧表面自上往下均匀设有固定翻水板（17）。
5.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于：所述竖向活动板（6）的外侧面开设有限位滑槽（11）,限位滑槽（11）与限位滑块（10）相互滑动连接，且限位滑块（10）的外侧端与固定杆（8）的一端固连，固定杆（8）的另一端固定连接在淬火池（1）的内壁。
6.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于：所述竖向活动板（6）的上方设有供气槽体（9）,供气槽体（9）固定安装在吸气板（3）的外侧壁，且供气槽体（9）为开口向下的矩形槽体结构，供气槽体（9）的内部滑动设有第一活塞板（30）,第一活塞板（30）的顶部通过弹簧与供气槽体（9）的顶部固连，第一活塞板（30）的底部与竖向活动板（6）的顶部固连，竖向活动板（6）和第一活塞板（30）的内部开设有与供气槽体（9）内部相互连通的气流通道（31），且竖向活动板（6）的表面开设有与气流通道（31）内部相互连通的喷气孔（32）,供气槽体（9）的顶端外侧壁固定设有冷气管（29）,冷气管（29）与供气槽体（9）的内部相互连通，所述冷气管（29）和喷气孔（32）的内部均设有单向阀。
7.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于：所述固定翻水板（17）的内部为空心结构，且固定翻水板（17）的内部滑动设有第二活塞板（33）,第二活塞板（33）靠近竖向活动板（6）的一面通过弹簧与固定翻水板（17）的内部空腔的端部固连，第二活塞板（33）远离竖向活动板（6）的表面固定设有活动翻水板（18）,活动翻水板（18）的伸出固定翻水板（17）的内侧端边缘，且活动翻水板（18）的外侧端开设有与固定翻水板（17）内部相互连通的喷水通道（34）,竖向活动板（6）上开设有与固定翻水板（17）外侧端相互连通的抽水孔（36）,喷水通道（34）和抽水孔（36）的内部均设有单向阀，且淬火池（1）的内部设有控制活动翻水板（18）移动的控制机构。
8.根据权利要求7所述的热处理方法，其特征在于：所述控制机构包括波浪板（7）,波浪板（7）的表面均匀设有孔洞，且波浪板（7）竖向设置，波浪板（7）的底端固定连接在淬火池（1）的底部内壁。
9.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：所述转动辊（2）的外表面位于弧形板（20）的前后两侧固定设有搅拌叶（16），搅拌叶（16）的外侧端为弧形结构设计，且搅拌叶（16）的外边缘在同一虚拟圆柱体上。
10.根据权利要求9所述的热处理方法，其特征在于：所述搅拌叶（16）设有若干组，若干组搅拌叶（16）在转动辊（2）的外表面边缘绕转动辊（2）的中心轴线呈等距环形排列。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101880801B (zh) * 2010-06-13 2012-07-18 东北大学 一种汽车车身用铝合金及其板材制造方法
CN101885000B (zh) * 2010-06-13 2013-06-12 东北大学 提高6111铝合金汽车板冲压成形性的加工处理方法
CN103173661B (zh) * 2013-02-27 2015-05-20 北京科技大学 一种汽车车身用铝合金板材及其制备方法
CN103789583B (zh) * 2014-01-22 2016-06-08 北京科技大学 快速时效响应型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金及其制备方法
CN104046933B (zh) * 2014-05-26 2016-08-31 北京科技大学 一种提高高强铝合金板材塑性和成形性的形变热处理方法
CN104018040B (zh) * 2014-06-23 2017-08-08 北京科技大学 一种汽车用高成形性铝合金材料
CN104946943A (zh) * 2015-06-15 2015-09-30 北京工业大学 一种Al-Er-Cu高强高导电率铝合金及其形变热处理工艺
CN110306136B (zh) * 2019-06-17 2020-02-14 中南大学 一种高合金化铝合金薄板高成材率的加工方法
CN111876700B (zh) * 2020-06-08 2021-12-03 中南大学 一种粉末冶金铝合金冷轧板材的热处理工艺
CN112195424A (zh) * 2020-10-29 2021-01-08 天津忠旺铝业有限公司 一种提高6016铝合金板r值及其均匀性的制备工艺
CN112375943A (zh) * 2020-10-29 2021-02-19 天津忠旺铝业有限公司 一种高成形性6111铝合金汽车板的制备工艺
CN112646997B (zh) * 2020-12-17 2022-06-28 东北轻合金有限责任公司 一种航空航天用含钪超高强铝合金及其制造方法

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