CN114717493B - 一种挤压铝型材预时效方法及预时效铝型材挤压产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝合金挤压产线技术领域，公开一种挤压铝型材预时效方法及预时效铝型材挤压产线。本发明的创新点在于，在铝型材挤压产线上增设在线预时效处理设备，在铝型材挤出、调直后马上进行预时效处理，预时效处理后的铝型材继续进入铝型材挤压产线的冷却段。与现有技术相比，本发明解决了现有预时效处理的车间内部转运时间消耗问题，也解决现有挤压时效炉需要多框一起时效、预时效处理实现难度大的问题，使得挤压铝型材的预时效处理十分方便，且能耗低。另外，由于挤压出来的铝型材是经过调直后才进入预时效处理设备，不会因为挤压出料的弯曲导致与设备的碰撞或装载量过少等问题。

Description

一种挤压铝型材预时效方法及预时效铝型材挤压产线

技术领域

本发明涉及铝合金挤压产线技术领域，尤其涉及一种挤压铝型材预时效方法及预时效铝型材挤压产线。

背景技术

随着工业应用铝型材的快速增加，对于铝型材的力学性能要求也在逐步提升，如新能源汽车已经大量使用高强度的6系铝合金型材在防撞梁、电池托盘、门槛等汽车零部件领域。虽然现有的高强度6系铝合金型材具有较高的力学性能，但是，针对这些结构部件自身的特点、以及考虑到汽车碰撞吸能和承载的问题，还需要有较高的结构设计强度。这就导致铝合金型材内部需要有比较多的内腔与筋位结构，整体截面设计复杂。

对于高强度挤压型材而言，由于材料内部本身的固溶元素含量高，如果需要进行比较复杂的截面挤压，会使得挤压过程的变形抗力很大，挤压变形困难。目前，常用的挤压提速方式都是通过降低铝棒温度来避免局部的过烧撕裂缺陷；然而，由于高强度的6系铝合金内部的合金化程度较高，如果生产过程中温度不够会导致材料的固溶不充分，从而造成人工时效后型材的力学性能无法满足标准要求。

另外，对于6系铝合金材料，除了固溶淬火工艺对材料性能的影响外，还有一个就是自然时效过程中材料内部的强化相元素析出、形成粗大的难溶聚集相，进而造成实际人工时效过程并不能将全部强化相元素充分利用，实际的力学性能会较理论偏低。通过充分的研究证明，如果在挤压在线固溶淬火完成后马上进行一个预时效处理，可以避免这部分元素析出造成的性能影响，材料强度可以提高5%左右。但是，正常挤压工序需要调直、锯切、装框后才可能进行人工时效，而且还需要车间内部转运等时间消耗，同时正常的挤压时效炉一般为多框一起时效的大炉，所以预时效处理实现难度大，而且能耗也高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带预时效功能的铝型材挤压产线，在铝型材挤压生产过程中实现预时效过程，避免预时效处理不便、能耗高的问题。

本发明还提供一种集成在铝型材挤压产线上的预时效方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种挤压铝型材预时效方法，其在铝型材挤压产线上增设在线预时效处理设备，在铝型材挤出、调直后马上进行预时效处理，预时效处理后的铝型材继续进入铝型材挤压产线的冷却段。

更为优选的是，所述在线预时效设备为单独的设置或集成到调直工序后的二级冷床上。

更为优选的是，所述在线预时效处理通过加热器来控制预时效温度，通过循环风机来控制预时效处理的温度均匀性；在线预时效处理的温度范围为100℃-120℃。

一种带预时效功能的铝型材挤压产线，包括依次连接的挤压机、淬火设备、一级冷床、调直机、二级冷床和三级冷床，其中，在所述二级冷床上设有预时效设备，在所述三级冷床上设有强制冷却装置。

更为优选的是，所述预时效设备包括机罩，安装在所述机罩内的加热器和循环风机，所述加热器用来产生预时效所需的高温，所述循环风机用来实现机罩内腔的温度均匀性；所述机罩罩设于所述二级冷床上、并对所述二级冷床的传动组形成包围，在所述机罩上留有供铝型材进出的进出口，在所述进出口上分别设有挡板。

更为优选的是，所述挡板升降或转动安装在所述机罩上、并在动力机构的带动下进行升降或旋转。

更为优选的是，所述挡板为工程塑料板，在所述挡板和所述机罩上设有保温层。

更为优选的是，所述二级冷床的传动组由若干平行间隔设置、并同步运转的输送带构成，各所述输送带与上下游产线上的输送带错位设置。

更为优选的是，所述二级冷床的各所述传动组安装在升降平台和移动平台上，进而使各所述传动组具有上下升降和左右移动功能。

更为优选的是，所述强制冷却装置为设置所述三级冷床底部的冷却风扇，用于预时效后铝型材的冷却。

本发明的有益效果是：通过在铝型材挤压产线上增设在线预时效处理设备，在铝型材挤出、调直后马上进行在线预时效处理，在线预时效处理后的铝型材继续进入铝型材挤压产线的冷却段；解决了现有预时效处理的车间内部转运时间消耗问题，也解决现有挤压时效炉需要多框一起时效、预时效处理实现难度大的问题，使得挤压铝型材的预时效处理十分方便，且能耗低。另外，由于挤压出来的铝型材是经过调直后才进入预时效处理设备，不会因为挤压出料的弯曲导致与设备的碰撞或装载量过少等问题。

本发明所提供的预时效铝型材挤压生产线，通过在二级冷床上增设预时效处理设备，并在三级冷床上增设强制冷却装置，简单方便地实现铝型材的在线预时效处理，避免预时效处理不便、能耗高的问题。

特别地，由于二级冷床具备整体上下左右移动的能力，一级冷床、二级冷床和三级冷床的传动组均由若干平行间隔设置、并同步运转的输送带构成，且相邻冷床的输送带错位设置；实际工作时，通过二级冷床的上下左右移动即可整体的、一次将所需预时效处理的铝型材送入预时效设备内，并在预时效完成后，一次将预时效完成的所有铝型材输出，预时效处理效率高。

附图说明

图1所示为本发明提供的铝型材挤压产线的结构示意图。

图2所示为预时效设备的结构示意图。

图3所示为二级冷床的结构示意图。

附图标记说明。

1：挤压机，2：淬火设备，3：调直机，4：一级冷床，5：二级冷床，6：三级冷床，7：四级冷床，8：锯切设备，9：预时效设备，10：强制冷却装置。

5-1：传动组，5-2：升降平台，5-3：移动平台，5-4：导轨，5-5：叉架。

9-1：机罩，9-2：加热器，9-3：循环风机， 9-4：挡板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“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或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

一种挤压铝型材预时效方法，其在铝型材挤压产线上增设在线预时效处理设备，在铝型材挤出、调直后马上进行在线预时效处理，在线预时效处理后的铝型材继续进入铝型材挤压产线的冷却段。

根据实际需要的不同，所述在线预时效设备可以为单独的设置，也可以集成到调直工序后的二级冷床上。更加具体地，在线预时效处理在一个相对封闭的环境下进行，通过加热器来控制预时效温度，通过循环风机来控制预时效处理的温度均匀性。在线预时效处理温度在100℃左右，最高不超过120℃。

与现有技术相比，本实施例提供的一种挤压铝型材预时效方法，通过在铝型材挤压产线上增设在线预时效处理设备，在铝型材挤出、调直后马上进行在线预时效处理，在线预时效处理后的铝型材继续进入铝型材挤压产线的冷却段；解决了现有预时效处理的车间内部转运时间消耗问题，也解决现有挤压时效炉需要多框一起时效、预时效处理实现难度大的问题，使得挤压铝型材的预时效处理十分方便，且能耗低。另外，由于挤压出来的铝型材是经过调直后才进入预时效处理设备，不会因为挤压出料的弯曲导致与设备的碰撞或装载量过少等问题。

如图1所示，其为一种带预时效功能的铝型材挤压产线，包括依次连接的挤压机1、淬火设备2、一级冷床4、调直机3、二级冷床5、三级冷床6、四级冷床7及锯切设备8，其中，在所述二级冷床5上设有预时效设备9，在所述三级冷床6上设有强制冷却装置10。所述强制冷却装置10优选为设置所述三级冷床6底部的冷却风扇，用于预时效后材料的冷却。

结合图2所示，所述预时效设备9包括机罩9-1，安装在所述机罩9-1内的加热器9-2和循环风机9-3，所述加热器9-2用来产生预时效所需的高温，所述循环风机9-3用来实现机罩9-1内腔的温度均匀性，以确保预时效效果。

所述机罩9-1罩设于所述二级冷床5上、并对所述二级冷床5的传动组5-1形成包围结构，这样，可以尽可能的减少预时效热量的流失。在所述机罩9-1上留有供铝型材进出的进出口，在所述进出口上分别设有可快速启闭的挡板9-4；以便在进出料时快速开启挡板9-4，而在进出料完成后又能实现进出口的快速封闭，较少热量流失。

因为二级冷床5长度较长，机罩9-1要保证与二级冷床5同长，其挡板9-4不能过重，同时因为预时效温度在100℃左右，最高不超过120℃，可以使用耐高温的工程塑料制作挡板9-4，保证足够轻便可以快速活动。

所述二级冷床5包括若干平行间隔设置、并同步运转的传动组5-1，各所述传动组5-1通过循环运转的输送带进行铝型材的输送。其他各级冷床及过桥也使用若干平行设置、并同步运转的传动组进行铝型材的输送；从而确保铝型材在整个产线上的顺畅流转。本实施例中，优选所述传动组均使用皮带传送的方式进行型材运送，二、三级冷床的输送皮带需要保证耐温150℃以上，以提高使用寿命。在其他实施方式中，所述传动组也可以为辊棒输送机构等其他现有已知的或将来能够实现的输送机构代替，不限于本实施例。

本实施例中，优选所述挡板9-4升降安装在所述机罩9-1上，通过动力机构带动所述挡板9-4进行升降来实现进出口的快速启闭。在其他实施方式中，所述挡板9-4与所述机罩9-1支架为转动安装，通过动力机构带动所述挡板9-4进行转动来实现进出口的快速启闭；不限于本实施例。所述动力机构可以为气缸，也可以为电机，所述挡板9-4的升降安装或转动安装均为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，如通过竖直走向的滑轨来实现升降安装，通过转轴来实现转动安装等等。

本实施例中，优选所述机罩9-1和所述挡板9-4上都设有保温层，以进一步减少预时效热量的流失。

本实施例中，所述加热器9-2和所述循环风机9-3均设置在所述机罩9-1的顶部，机罩9-1的内部高度根据挤压机台吨位与生产型材最大高度决定，一般在预计最高型材的基础上再增加约20-30厘米作为空气循环用。同时根据内部空间大小每间隔约4-8米安装一台小型循环风机进行热空气循环。显然，所述加热器9-2和所述循环风机9-3的数量和间隔距离是可以根据实际需要进行调整的。

本实施例中，所述加热器9-2优选为电阻丝，以便于温度的调控。在其他实施方式中，所述加热器9-2也可以为远红外线发热板等；不限于本实施例。

再结合图3所示，所述二级冷床5具备整体上下左右移动的能力，以便于铝型材在所述二级冷床5的上下游生产线上进行输送。具体地，所述二级冷床5的各传动组5-1安装在一可整体升降的升降平台5-2和一可整体左右移动的移动平台5-3上。移动平台5-3可以通过导轨5-4的实现移动导向，升降平台5-2可以通过叉架5-5来实现升降定位。显然，具体的移动和升降定位结构形式可以采用现有已知的或将来能够实现的各种形式，不局限于以上举例。

本实施例中，所述升降平台5-2位于所述移动平台5-3的上方。在其他实施方式中，也可以将所述移动平台5-3设置在所述升降平台5-2的上方，只要能够启动实现各传动组5-1进行升降和左右移动的目的即可。在另外一些实施方式中，还可以对应每个传动组5-1设置一个升降平台，然后将各所述升降平台安装到所述移动平台上，能起到类似的技术效果。

需要说明的是，为避免二级冷床5在上下左右移动时与上下游产线发生碰撞，优选二级冷床5的传动组5-1与上下游产线上的传动组错开摆放。二级冷床5的宽度略小于预时效设备9的进出口宽度，保证不与预时效设备9的机罩9-1发生碰撞。

在一些实施方式中，也可以将二级冷床5固定设置，然后在二级冷床的进出口位置分别增加一个可以上下左右移动过渡输送机构，利用过渡输送机构来实现铝型材在二级冷床与上下游产线上的流转；不限于本实施例。其中，过渡输送机构的结构与上面描述的可上下左右移动的二级冷床结构类似，这里不再详细赘述。

上述预时效铝型材挤压产线的具体工作原理为：挤压机1挤压处理的铝型材经过淬火、一级冷却、调直机拉直后，通过过桥向二级冷床5移动，到位后员工通过按键或踩踏板的方式要求设备执行操作：预时效设备靠近进口端的挡板上提，在感应靠近三级冷床6的出口端没有放置铝型材的情况下，二级冷床5先整体向下下沉，确保横向移动不会碰撞到进口端的铝型材，再向过桥横向移动后上升，确保铝型材从过桥上移动到二级冷床5上，然后二级冷床5回到原位，进口端的挡板下降关闭。在感应靠近三级冷床6的出口端有放置铝型材的情况下，则先打开靠近三级冷床6的出口端挡板，二级冷床5先整体上升，确保横向移动不会导致三级冷床6碰撞到型材，再向二级冷床5和三级冷床6之间过桥横向移动后下降，确保铝型材从二级冷床5上移动到三级冷床6上，然后二级冷床5回到原位，出口端的挡板下降关闭；重复进行以上向过桥取送料动作，实现铝型材的连续运转及预时效。

在一些实施方式中，感应靠近三级冷床6的出口端是否有放置铝型材的感应装置也可以省略，这时，可以将机罩设置成透明结构，然后人工观察靠近三级冷床6的出口端是否有放置铝型材，能起到类似的技术效果。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (4)

1.一种带预时效功能的铝型材挤压产线，包括依次连接的挤压机、淬火设备、一级冷床、调直机、二级冷床和三级冷床，其特征在于，在所述二级冷床上设有在线预时效处理设备，在所述三级冷床上设有强制冷却装置；

所述在线预时效处理设备包括机罩，安装在所述机罩内的加热器和循环风机，所述加热器用来产生预时效所需的高温，所述循环风机用来实现机罩内腔的温度均匀性；所述机罩罩设于所述二级冷床上、并对所述二级冷床的传动组形成包围，在所述机罩上留有供铝型材进出的进出口，在所述进出口上分别设有挡板；

所述二级冷床的传动组由若干平行间隔设置、并同步运转的输送带构成，各所述输送带与上下游产线上的输送带错位设置；所述二级冷床的各所述传动组安装在升降平台和移动平台上，进而使各所述传动组具有上下升降和左右移动功能；

工作时，挤压机挤压处理的铝型材经过淬火、一级冷却、调直机拉直后，通过过桥向二级冷床移动，到位后员工通过按键或踩踏板的方式要求设备执行操作：预时效设备靠近进口端的挡板上提，在感应靠近三级冷床的出口端没有放置铝型材的情况下，二级冷床先整体向下下沉，确保横向移动不会碰撞到进口端的铝型材，再向过桥横向移动后上升，确保铝型材从过桥上移动到二级冷床上，然后二级冷床回到原位，进口端的挡板下降关闭；在感应靠近三级冷床的出口端有放置铝型材的情况下，则先打开靠近三级冷床的出口端挡板，二级冷床先整体上升，确保横向移动不会导致三级冷床碰撞到型材，再向二级冷床和三级冷床之间过桥横向移动后下降，确保铝型材从二级冷床上移动到三级冷床上，然后二级冷床回到原位，出口端的挡板下降关闭；重复进行以上向过桥取送料动作，实现铝型材的连续运转及在线预时效。

2.根据权利要求1所述的一种带预时效功能的铝型材挤压产线，其特征在于，所述挡板升降或转动安装在所述机罩上、并在动力机构的带动下进行升降或旋转。

3.根据权利要求1所述的一种带预时效功能的铝型材挤压产线，其特征在于，所述挡板为工程塑料板，在所述挡板和所述机罩上设有保温层。

4.根据权利要求1所述的一种带预时效功能的铝型材挤压产线，其特征在于，所述强制冷却装置为设置所述三级冷床底部的冷却风扇，用于预时效后铝型材的冷却。