CN114737141A - 一种辊底炉的铝型材高效热处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种辊底炉的铝型材高效热处理方法，方法步骤如下：（1）在料框上铺设第一层铝型材，然后放置第一层隔条在各个隔条架的支撑板和吊耳架上的隔条插孔中；（2）在第一层的隔条上放置第二层铝型材，再如步骤中，放置第二层隔条；（3）料框放满型材后，安装型材压条，并用螺栓固定；（4）在隔条架与隔条的固定位置，以及吊耳架与隔条插接位置，插入固定销固定，即完成铝型材的装框步骤，将料框吊入辊底炉入口进行辊底炉生产；本发明具有料框重量轻，吸热量少，遮挡型材淬火冷却区域小的优点，还可以有效限制型材发生形变，减少了辊底炉停机时间，提高生产效率，减少了辊底炉维护的成本。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工热处理技术领域，具体为一种辊底炉的铝型材高效热处理方法。
背景技术
辊底式淬火炉也简称辊底炉，是金属材料热处理的设备，其利用炉内的天然气或者电热体将金属进行加热，然后进行浸水或喷淋快速冷却，使金属材料处于过饱和固溶态，经时效后可大幅增强材料的力学性能。在铝合金加工领域，例如2xxx、6xxx、7xxx都属于可热处理强化铝合金，通过铝合金辊底炉进行离线淬火热处理，再经时效处理后得到高强度的铝型材，使铝合金具有轻质高强的特性，可以应用在高速列车，航天航空等高端技术领域中。
专利名称：一种用于铝合金型材辊底炉热处理的料筐；申请号：CN202020801707.3；CN202010409517.1；申请人：广西先进铝加工创新中心有限责任公司；东北大学；中所公开的铝合金辊底炉，在实际生产使用当中仍然存在以下缺陷：（1）在加热区内，料框吸热量大，造成加热能源损耗较大；（2）料框边部较为封闭，遮挡型材，影响边部型材的淬火冷却强度；（3）现有料框只能装一层型材，装炉量小；若需装多层型材时，仅可将隔条置于型材上间隔叠放，易造成型材表面损伤；（4）在型材淬火阶段，型材有可能发生严重形变，上翘的型材在辊道行进过程中，容易与辊底炉内腔发生碰撞刮擦。通常在进炉前，用铁丝将型材和料框之间捆绑固定，限制型材淬火阶段变形，工作需耗费大量人力和时间，耗时耗力。
检索到关于铝合金料框的相关文献如下：关键词：料框、辊底炉、多层、
1、一种料筐；申请号：CN201720220305.2；申请人：广东坚美铝型材厂（集团）有限公司; 佛山坚美铝业有限公司;摘要：一种料筐，包括由两条平行的横杆及若干条连接并垂直于两条横杆的竖杆构成的主梁，以及在横杆和竖杆的连接处设有垂直于主梁的若干条支撑柱，所述支撑柱的侧面设有齿形支撑板，所述齿形支撑板包括齿形支撑板主体、垂直于所述齿形支撑板主体向外延伸并相互平行的若干条齿条和相邻两条齿条之间形成的齿形开口，所述齿条与横杆平行，并且相对两条齿形支撑板的齿形开口朝向同一方向；所述主梁上还铺设有两条相互平行并与两条横杆垂直连接的叉板，所述叉板与主梁之间形成至少一端开口的叉臂容置空腔。采用本实用新型，具有便于装筐，有效提高工作效率，有效保护型材，且便于周转，避免因周转造成变形的优点。
2、一种铝型材用载运装置；申请号：CN202020610687.1；申请人：广东坚美铝型材厂（集团）有限公司; 佛山坚美铝业有限公司;摘要：一种铝型材用载运装置，包括料框和隔条，所述料框包括底架和支撑机构，所述底架包括相互平行的横梁和垂直连接于横梁的纵梁，所述支撑机构包括设于横梁上的支撑柱和设于所述支撑柱上的承托件，所述承托件包括承托杆和与所述承托杆相连接的若干条承托条，相邻两条所述承托条与承托杆之间形成隔条槽，所述隔条穿设于隔条槽内，并架设于承托条；所述隔条包括隔条本体、第一防护件和固定组件，所述第一防护件包覆于隔条本体上，所述第一防护件与固定组件相连接，以使第一防护件固定在隔条本体上；所述隔条本体设有空腔，所述空腔内设有加强筋。采用本实用新型，有效地保护铝型材，适用于自动化、智能化生产，提高工作效率。
3、铝型材转运料框；申请号：CN201821404483.1；申请人：河南中恒美新材料有限公司;摘要：一种铝型材转运料框。旨在解决现阶段铝型材半成品短距离送料过程中转运影响产品精度的问题。本实用新型中，包括储料架，所述储料架上设有护栏，护栏上方设有吊装用吊耳，在所述护栏的侧边每隔40到100cm设有安置隔层杆的托架钩，所述隔层杆包括金属杆和包裹在金属杆外部的毛毡层，所述隔层杆与所述护栏的长度相一致。优点在于:隔层叠装的安装形式，一方面不影响送料效率，另一方面可以避免送料过程中摩擦对零件表面的影响，可以多次往复使用，可以实时检测型材的安装位置，避免加工误差。运料框上刻度的设计便于金属条的合理、有序、精确摆放，实现工件的最佳受力。
虽然其他公开文献记载了关于铝型材多层放置料框的结构，但是以上料框结构仅适用于常规铝型材转运堆叠使用，在辊底炉热处理过程中，普通的多层料框无法解决铝型材在离线淬火高速运动过程中的弯曲、串动、碰撞等现象，无法满足铝型材辊底炉运行的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种辊底炉的铝型材高效热处理方法，其料框具有重量轻，吸热量少，遮挡型材淬火冷却区域小的优点，还可以有效限制型材发生形变，减少了辊底炉停机时间，提高生产效率，减少了辊底炉维护的成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种辊底炉的铝型材高效热处理方法，方法步骤如下：
（1）在料框上铺设第一层铝型材，然后放置第一层隔条在各个隔条架的支撑板和吊耳架上的隔条插孔中；
（2）在第一层的隔条上放置第二层铝型材，再如步骤中，放置第二层隔条；
（3）料框放满型材后，安装型材压条，并用螺栓固定；
（4）在隔条架与隔条的固定位置，以及吊耳架与隔条插接位置，插入固定销固定，即完成铝型材的装框步骤，将料框吊入辊底炉入口进行辊底炉生产；
（5）辊底炉淬火完成之后，按照相反的步骤顺序进行卸料操作；
料框底架由两侧的纵梁和若干横梁构成，纵梁和横梁构成的若干方形空间内，均焊接布置X型的加强斜管，料框底架上两端和中间设置隔条架，隔条架的立柱的侧面均布若干支撑板，隔条的两端由支撑板支撑固定。支撑板满焊在立柱上。
所述隔条架的支撑板上设置销孔，隔条两端的相应位置设置直径相同的销孔，可插入插销进行固定。插销将隔条与支撑板牢牢固定，有效防止隔条水平位置的移动错位。
所述隔条架顶部与型材压条两端固定。型材压条嵌入隔条架顶部的凹槽中，隔条架顶部和型材压条接触位置设置对应的销孔，销孔中穿过螺栓，并用螺母锁紧，即可将型材压条固定在隔条架顶部，型材压条对型材的上翘趋势进行限制，可有效防止型材变形对炉膛内部的损害。
所述料框底架的两侧设置吊耳架，吊耳架顶部固定吊耳。吊耳用于通过吊带、锁链或吊具等连接起重机，进行料框起吊运输。
所述吊耳架上设置隔条插孔，隔条插孔的高度与隔条架支撑板的高度一致。隔条插入第一层插孔内，然后在隔条上放置型材，再插入第二层插孔，放置第二层型材，如此依次操作。当出炉后，再以倒序步骤进行卸料和隔条的拆除即可。
所述吊耳架的顶部设置销孔，销孔直径和位置与隔条的销孔匹配。插入的固定销可防止插入的隔条的位置不会从插孔中脱出。
所述吊耳架两侧设置斜撑，将吊耳架与料框底架连接。斜撑用于加强吊耳架与料框底框的连接强度。
所述料框底架的纵梁和横梁为双层结构，上下纵梁之间通过均布的底架竖筋连接固定。与传统料框底框的封闭型侧面不同，上下纵梁之间的空间采用间隔的底架竖筋构成镂空结构，淬火的浸泡水或者喷淋水可以与框边部的型材表面流动进行热交换，提高型材力学性能的一致性。
所述隔条架的两侧均设置支撑板时，两侧支撑板的高度为交错设置。两侧交错设置的支撑板可实现多种不同截面高度的铝型材对于隔条高度的要求，操作员在进行隔条放置时，可根据实际需要的高度，任意选择其中一侧的支撑板放置隔条，使隔条更贴近压紧型材表面，限制型材弯曲的效果更好。
所述隔条的上端面均布定位块，设置有定位块的隔条安装在隔条架上使用。在进行圆棒材的离线淬火时，采用带定位块的隔条进行支垫，均布的定位块可以阻止圆棒材左右移动的趋势，防止圆棒材在料框内滚动相互碰撞，产生表面损伤划痕。定位块为铝制，并与隔条榫卯连接后焊接固定其上。
本发明的优点：
1、本发明的料框重量更轻，结构稳定，可完全满足铝型材辊底式淬火的工艺需求。
2、本发明可实现多层铝型材装框布料的需求，大大提高了辊底炉的生产效率。
3、本发明通过铝型材自身重量的堆叠，以及限位机构的限位作用，可实现对料框内铝型材位置的限制，防止铝型材淬火后弯曲或上翘对炉膛的碰撞，提高了生产的安全性，降低了设备的维护维修几率。
4、本发明的固定结构实现了对隔条的固定，可防止隔条的掉落和移位，提高了生产的安全。
附图说明：
图1为本发明整体结构示意图（未布置隔条）；
图2为图1中Ⅰ处的放大结构示意图；
图3为图1中Ⅱ处的放大结构示意图；
图4为图1中Ⅲ处的放大结构示意图；
图5为本发明整体结构示意图（布置隔条）；
图6为图5中Ⅳ处的放大结构示意图；
图7为图5中Ⅴ处的放大结构示意图；
图8为图5中Ⅵ处的放大结构示意图；
图9为带定位块隔条的外形结构示意图；
图10为应用实施例中铝型材截面图；
图中的序号和部件名称为： 1、料框底架；11、底架竖筋；2、加强斜管；3、隔条架；4、型材压条；5、吊耳架；51、隔条插孔；52、斜撑；6、吊耳；7、隔条；71、插销；72、定位块。
具体实施方式
实施例1
一种辊底炉的铝型材高效热处理方法，方法步骤如下：
（1）在料框上铺设第一层铝型材，然后放置第一层隔条在各个隔条架的支撑板和吊耳架上的隔条插孔中；
（2）在第一层的隔条上放置第二层铝型材，再如步骤中，放置第二层隔条；
（3）料框放满型材后，安装型材压条，并用螺栓固定；
（4）在隔条架与隔条的固定位置，以及吊耳架与隔条插接位置，插入固定销固定，即完成铝型材的装框步骤，将料框吊入辊底炉入口进行辊底炉生产；
（5）辊底炉淬火完成之后，按照相反的步骤顺序进行卸料操作；
辊底炉铝型材热处理料框，料框底架1由两侧的纵梁和若干横梁构成，纵梁和横梁构成的若干方形空间内，均焊接布置X型的加强斜管2，料框底架1上两端和中间设置隔条架3，隔条架3的立柱的侧面均布若干支撑板，隔条7的两端由支撑板支撑固定；
所述隔条架3的支撑板上设置销孔，隔条7两端的相应位置设置直径相同的销孔，可插入插销71进行固定；
所述隔条架3顶部与型材压条4两端固定；
所述料框底架1的两侧设置吊耳架5，吊耳架5顶部固定吊耳6；
所述吊耳架5上设置隔条插孔51，隔条插孔的高度与隔条架3支撑板的高度一致；
所述吊耳架5的顶部设置销孔，销孔直径和位置与隔条7的销孔匹配；
所述吊耳架5两侧设置斜撑52，将吊耳架5与料框底架1连接；
所述料框底架1的纵梁和横梁为双层结构，上下纵梁之间通过均布的底架竖筋（11）连接固定；
所述隔条架3的两侧均设置支撑板时，两侧支撑板的高度为交错设置；
所述隔条7的上端面均布定位块72，设置有定位块72的隔条7安装在隔条架3上使用。
应用实施例：
以原来CN202020801707.3中所述的料框为对比例，料框总长12m，总宽1.5m，原料框的上下纵梁+侧面5mm厚钢板和筋板，改为上下纵梁+底架竖筋的形式，底架竖筋采用与纵梁相同的方钢，每隔40cm布置一根底架竖筋。
注：
1、型材屈服强度和抗拉强度为辊底炉离线淬火+时效态；
2、单框装料量以底部型材不出现重大凹坑为标准进行装料；
3、型材截面图如图10所示，AB面为拉力学伸样取样面，同一根型材取样点长度方向间隔1m。
由上述可见，本发明料框在同样满足辊底炉淬火要求的情况下，框重、料框用料体积、和料框吸热量均大大优于原料框；
由原来的单层布料形式改为本发明的多层布料形式，装框量提升了50%以上，大大提高了生产效率；
在提高生产效率的同时，由于型材与型材之间，型材与料框边部之间减少了阻挡，淬火水能够充分对铝型材（铝棒材）进行淬火冷却，型材的力学性能平均值和各点力学性能差值均有不同程度提升，屈服强度上下限差值由原来的10.7MPa，提升到4.9MPa；拉伸强度上下限差值由原来的23.3MPa，提升到14.9MPa；证明在材料热处理均匀性上，也得到了大幅提升。
Claims (10)
1.一种辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于，方法步骤如下：
（1）在料框上铺设第一层铝型材，然后放置第一层隔条在各个隔条架的支撑板和吊耳架上的隔条插孔中；
（2）在第一层的隔条上放置第二层铝型材，再如步骤中，放置第二层隔条；
（3）料框放满型材后，安装型材压条，并用螺栓固定；
（4）在隔条架与隔条的固定位置，以及吊耳架与隔条插接位置，插入固定销固定，即完成铝型材的装框步骤，将料框吊入辊底炉入口进行辊底炉生产；
（5）辊底炉淬火完成之后，按照相反的步骤顺序进行卸料操作；
料框底架（1）由两侧的纵梁和若干横梁构成，纵梁和横梁构成的若干方形空间内，均焊接布置X型的加强斜管（2），料框底架（1）上两端和中间设置隔条架（3），隔条架（3）的立柱的侧面均布若干支撑板，隔条（7）的两端由支撑板支撑固定。
2.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述隔条架（3）的支撑板上设置销孔，隔条（7）两端的相应位置设置直径相同的销孔，可插入插销（71）进行固定。
3.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述隔条架（3）顶部与型材压条（4）两端固定。
4.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述料框底架（1）的两侧设置吊耳架（5），吊耳架（5）顶部固定吊耳（6）。
5.根据权利要求4所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述吊耳架（5）上设置隔条插孔（51），隔条插孔的高度与隔条架（3）支撑板的高度一致。
6.根据权利要求4所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述吊耳架（5）的顶部设置销孔，销孔直径和位置与隔条（7）的销孔匹配。
7.根据权利要求4所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述吊耳架（5）两侧设置斜撑（52），将吊耳架（5）与料框底架（1）连接。
8.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述料框底架（1）的纵梁和横梁为双层结构，上下纵梁之间通过均布的底架竖筋（11）连接固定。
9.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述隔条架（3）的两侧均设置支撑板时，两侧支撑板的高度为交错设置。
10.根据权利要求1所述辊底炉的铝型材高效热处理方法，其特征在于：所述隔条（7）的上端面均布定位块（72），设置有定位块（72）的隔条（7）安装在隔条架（3）上使用。
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