EP0784098B1 - Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie - Google Patents

Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie Download PDF

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EP0784098B1
EP0784098B1 EP96120491A EP96120491A EP0784098B1 EP 0784098 B1 EP0784098 B1 EP 0784098B1 EP 96120491 A EP96120491 A EP 96120491A EP 96120491 A EP96120491 A EP 96120491A EP 0784098 B1 EP0784098 B1 EP 0784098B1
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EP
European Patent Office
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components
plant according
continuous furnace
quenching
heat treatment
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EP96120491A
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EP0784098A1 (de
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Hans Dipl.-Ing. Dörsing
Dietmar Dipl.-Ing. Mietrach
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Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone

Definitions

  • the invention relates to a heat treatment plant for Solution annealing of aluminum alloy components in the Aviation industry according to existing manufacturing regulations, especially of flat or formed boards Components of specified minimum and maximum dimensions, the components being subjected to a heat treatment, quenching, Undergo cleaning and drying processes, where a a conveyor belt and / or transport rollers in Feed area of the components downstream furnace with a conveying the components through the continuous furnace Conveyor belt and / or transport rollers and with a heater for heating the components to solution annealing temperature is equipped, the continuous furnace a liquid Device for quenching containing quenching medium the components is arranged downstream, with the quenching device a cleaning and drying system connects through which the components by means of a conveyor belt are feasible, and wherein the conveyor belts and / or transport rollers are components of a conveyor system for unpaved mounting and for transporting the Components through the entire system.
  • part of aluminum alloys the strength through special heat treatment methods such as B. solution annealing after the forming process can be increased.
  • the Al alloys are used, for example in a salt bath or air circulation oven at approx. Annealed 500 ° C to 520 ° C.
  • For the heat treatment is a manual binding of the parts to frames or storage in baskets necessary.
  • After the annealing process is carried out an immediate quench in water from always below 20 ° C or for thin components in an air stream. Subsequently can cause an artificial aging process with certain alloys by storage in an oil bath or in a electrically heated air circulation oven at approx. 100 ° C to 200 ° C for 1/2 to 24 hours.
  • the metal Salt residues adhering from the salt bath oven are careful to remove as they attack the metal.
  • US-A-4225121 is a plant for the heat treatment of Components described, the components of a heat treatment, Quenching and subjected to a cleaning process become.
  • the system has a conveyor system with several conveyor belts and / or transport rollers, one of the task area of the components downstream furnace with a Heating for heating the components, a quenching device and one downstream of the quenching device Cleaning system.
  • the cleaning system is included Another continuous furnace for heating the components to one temperature below the above heating temperature on, which eliminates existing stresses within the components become.
  • the components are made by all systems using a conveyor belt of the above Conveyor system led.
  • a device for heat treatment is known from US-A-2051645 known from metal cross beams that have an oven run through with an inclined boiler room.
  • the stove is a one downstream quenching basin containing liquid quenching medium, the heated metal cross member over a inclined plane can be immersed in the quenching medium.
  • the inclined plane can be rotated in the immediate vicinity of the furnace attached to a wall of the quenching basin and also into the horizontal by means of a wire rope and a winch Location can be raised.
  • EP-A-0232241 is a device for thermal Treatment can be seen in the case of a container with a water bath is provided.
  • the water surface in the tank can assume different heights above the bottom of the container.
  • In the container is a step-shaped heels Conveyor belt system led, the exit of the Conveyor belt by a relatively steep increase in the lowest level of the conveyor belt system.
  • With the known device is thus a deterrent heated components possible at different levels.
  • the invention has for its object a heat treatment system of the type mentioned at the beginning with which a bubble and warp free solution annealing from Aluminum alloy components error-free according to specified Manufacturing regulations with minimal process times under reproducible Process conditions with minimal or none Delay can be carried out automatically.
  • Embodiments according to the invention are in the subclaims 2 to 17 described.
  • a particular advantage of the invention is that preferably as a continuous furnace with integrated quenching designed heat treatment plant in close proximity a press to deform the components can.
  • Another advantage of the invention is low warpage deterrence of the heated components.
  • the Time span from which the component temperature at one point the solution annealing temperature falls below the complete Immersing the component in the quenching bath becomes the quenching delay period called.
  • the maximum allowable quench delay time of 7 seconds, for example, must not be exceeded become. Rather, the system is to be designed so that this period is as short as possible, with what a quality improvement is achieved.
  • a big advantage is also the elimination of manual binding before Heat treatment and setting after quenching.
  • Fig. 1 is in the task area of aluminum alloy components a conveyor belt 2 shown, which also like other conveyor belts 3 to 7, the individual sub-system are part of one of the components receiving and this through the heat treatment system transporting conveyor system 1.
  • the transport speeds and stopping times of the conveyor belts to each other by a process computer shown in FIG controlled synchronously, with the associated motors with 8 and the controller with 9 are designated.
  • the conveyor belt 2 is followed by a continuous furnace 10, the associated conveyor belt 3 under an electrical heater 11, preferably an electrical resistance heater, controlled by the process control system for heating the components lying loosely on the conveyor belt 3 to a solution annealing temperature of 470 ° C.-570 ° C. Depending on the alloy, a predetermined heating and holding time of 10 to 25 minutes is passed.
  • an electrical heater 11 preferably an electrical resistance heater
  • the continuous furnace 10 is a water-glycol solution, the Glycol content e.g. Can be 25 to 30 percent by volume or another liquid quench medium 13 such as a water-containing device 14 for quenching subordinate to the components.
  • the quenching device 14 can with a circulation system 15 for bath movement, a filling and drain system 16, a temperature monitor 17 and equipped with a recooling system 18 be, whose operations can be controlled by the process control system are.
  • the conveyor system 1 in the transfer area between continuous furnace 10 and quenching device 14 is designed such that the components under one predetermined angle without bubbles into the quenching medium 13 immerse.
  • the conveyor belt 3 of the continuous furnace runs 10 in its end region under a predetermined Angle of about 15 ° from its horizontal position.
  • On downstream conveyor belt representing a sliding device 4 forms a slope with a in the transfer area adjustable angle from 45 ° to 75 ° with respect to the horizontal.
  • the quenching device 14 is connected a cleaning system 19 and a drying system 20, through which the components by means of a conveyor belt 7 led to the removal area, not shown in the drawing become.
  • the cleaning system 19 has a water spray device 21 for water spraying of the components to be cleaned and a catch basin 22 with a downstream glycol separator 23 on.
  • the volume flow and the spraying times of the Water spray and the glycol concentration in the water of the Catch basin 22 to a predetermined minimum value regulated by the process control system. It can be provided be that the supply of the water spray device 21 with Water from the catch basin 22 takes place.
  • the drying of the Components in the drying system 20 are provided with an air blower device 24 performed, the air volume flow and the drying times are controlled by the process control system become.
  • the process control system shown in block diagram form in FIG. 3 enables fully automatic operation of the Heat treatment plant, namely a control, process visualization, Control, monitoring and process error diagnosis as well as process documentation.
  • the system has one for this Process control computer 25 with a program memory 26 with, for example, 20 storage spaces for the heat treatment processes connected is.
  • an input and output unit 27 downstream process computer 28th and operating elements for the operating personnel, e.g. a keyboard 29, a barcode reader 30, a screen 31 and a log printer 32.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie gemäß bestehender Fertigungsvorschriften, insbesondere von ebenen Platinen oder umgeformten Bauteilen von vorgegebenen Mindest- und Maximalabmessungen, wobei die Bauteile einem Wärmebehandlungs-, Abschreck-, Reinigungs- und einem Trocknungsvorgang unterzogen werden, wobei ein einem Transportband und/oder Transportrollen im Aufgabebereich der Bauteile nachgeordneter Durchlaufofen mit einem die Bauteile durch den Durchlaufofen fördernden Transportband und/oder Transportrollen und mit einer Heizung zur Aufheizung der Bauteile auf Lösungsglühtemperatur ausgerüstet ist, wobei dem Durchlaufofen eine ein flüssiges Abschreckmedium enthaltende Einrichtung zur Abschrekkung der Bauteile nachgeordnet ist, wobei sich an die Abschreckeinrichtung ein Reinigungs- und Trocknungssystem anschließt, durch welches die Bauteile mittels eines Förderbandes hindurch führbar sind, und wobei die Transportbänder und/oder Transportrollen Bestandteile eines Fördersystems zur unbefestigten Aufnahme und zum Tranport der Bauteile durch die gesamte Anlage sind.
Bei der Metallbearbeitung/-umformung werden u. a. Metalle einem verfestigenden Verformungsvorgang unterzogen. Es ist bekannt, vor bzw. nach einem derartigen Verformungsvorgang ein "Weichglühen" durchzuführen, mit dem die verspannten und deformierten Metallkristallstrukturen aufgelöst und neue Kristalle gebildet werden. Diese verhalten sich dann wieder wie das Gefüge des unverformten Metalls, so daß die Metalle in einem neuen Arbeitsgang weiterverformt werden können. Dieser "weiche" Zustand ermöglicht eine gute Verformung des Metalls.
Es ist weiterhin bekannt, daß bei einem Teil von Aluminium-Legierungen die Festigkeit durch spezielle Warmbehandlungsmethoden wie z. B. das Lösungsglühen nach dem Umformvorgang erhöht werden kann. Hierzu werden die Al-Legierungen beispielsweise in einem Salzbad- oder Luftumwälzofen bei ca. 500°C bis 520°C geglüht. Für die Warmbehandlung ist ein manuelles Aufbinden der Teile auf Gestelle bzw. ein Lagern in Körben notwendig. Nach Durchführung des Glühvorgangs erfolgt ein sofortiges Abschrecken in Wasser von stets unter 20°C oder für dünne Bauteile in einem Luftstrom. Anschliessend kann bei bestimmten Legierungen ein künstlicher Alterungsprozeß durch Lagerung in einem Ölbad oder in einem elektrisch beheizten Luftumwälzofen bei ca. 100°C bis 200°C für 1/2 bis 24 Stunden durchgeführt werden. Die dem Metall aus dem Salzbadofen anhaftenden Salzreste sind sorgfältig zu entfernen, da sie das Metall angreifen.
In der US-A-4225121 ist eine Anlage zur Wärmebehandlung von Bauteilen beschrieben, wobei die Bauteile einem Wärmebehandlungs-, Abschreck- und einem Reinigungsvorgang unterzogen werden. Die Anlage weist ein Fördersystem mit mehreren Transportbändern und/oder Transportrollen, einen dem Aufgabebereich der Bauteile nachgeordneten Durchlaufofen mit einer Heizung zur Aufheizung der Bauteile, eine Abschreckeinrichtung sowie einem der Abschreckeinrichtung nachgeordneten Reinigungssystem. An das Reinigungssystem schließt sich ein weiterer Durchlaufofen zur Erwärmung der Bauteile auf eine unterhalb der obigen Aufheiztemperatur liegende Temperatur an, wodurch innerhalb der Bauteile vorhandene Spannungen beseitigt werden. Die Bauteile werden durch alle Systeme mittels eines Transportbandes des oben genannten Fördersystems geführt.
Weiterhin ist aus der US-A-2051645 eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metall-Querträgern bekannt, die einen Ofen mit geneigtem Heizraum durchlaufen. Dem Ofen ist ein ein flüssiges Abschreckmedium enthaltendes Abschreckbecken nachgeordnet, wobei die erhitzten Metall-Querträger über eine schiefe Ebene in das Abschreckmedium eingetaucht werden. Die schiefe Ebene ist in unmittelbarer Nähe des Ofens drehbeweglich an einer Wandung des Abschreckbeckens befestigt und zudem mittels eines Drahtseiles und einer Winde in die horizentale Lage anhebbar.
Aus der EP-A-0232241 ist eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung ersichtlich, bei der ein Behälter mit einem Wasserbad vorgesehen ist. Die Wasseroberfläche in dem Behälter kann unterschiedliche Höhen oberhalb des Behälterbodens einnehmen. In den Behälter ist ein treppenförmige Absätze aufweisendes Förderbandsystem geführt, wobei der Ausgang des Förderbandes durch einen verhältnismäßig steilen Anstieg von der untersten Stufe des Förderbandsystems aus erfolgt. Mit der bekannten Vorrichtung ist somit eine Abschreckung von erhitzten Bauteilen auf unterschiedlichen Stufen möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmebehandlungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein blasen- und verzugsfreies Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen fehlerfrei nach vorgegebenen Fertigungsvorschriften bei minimalen Prozeßzeiten unter reproduzierbaren Prozeßbedingungen mit minimalen bzw. keinen Verzug automatisch durchführbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
  • daß im Durchlaufofen eine Aufheizung der Bauteile auf eine von der verwendeten Legierung abhängige Lösungsglühtemperatur von 470°C bis 570°C bei einer vorgegebenen Heiz-Haltezeit von 10 - 25 min erfolgt,
  • daß zum blasenfreien Eintauchen der Bauteile unter einem vorgegebenen Winkel in das Abschreckmedium der Abschreckeinrichtung das Transportband des Durchlaufofens in seinem Endbereich unter einem vorgegebenen Winkel von etwa 15° gegenüber seiner horizontalen Lage verläuft sowie das nachgeordnete Transportband im Übergabebereich vom Durchlaufofen und Abschreckeinrichtung eine Schräge mit einem einstellbaren Winkel von 45° bis 75° gegenüber der Horizontalen bildet,
  • und daß ein Prozeßsteuersystem zur Steuerung und überwahhung aller für eine einwandfreie Wärmebehandlung der Bauteile erforderlichen Parameter und Verfahrensabläufe vorgesehen ist.
Erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 17 beschrieben.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die vorzugsweise als Durchlaufofen mit integrierter Abschrekkung konzipierte Wärmebehandlungsanlage in räumlicher Nähe einer Presse zur Verformung der Bauteile angeordnet werden kann. Damit ist u.a. ein bedarfsgerechtes Warmbehandeln der Teile mit minimalem Aufwand und durch das Pressenpersonal möglich. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht in einer verzugsarmen Abschreckung der erhitzten Bauteile. Die Zeitspanne, von der die Bauteiltemperatur an einer Stelle die Lösungsglühtemperatur unterschreitet bis zum völligen Eintauchen des Bauteiles in das Abschreckbad wird Abschreckverzögerungsdauer genannt. Die maximal zulässige Abschreckverzögerungsdauer von beispielsweise 7 sec. darf nicht überschritten werden. Vielmehr ist die Anlage so auszulegen, daß diese Zeitspanne möglichst deutlich unterschritten wird, womit eine Qualitätsverbesserung erzielt wird. Ein großer Vorteil ist auch der Entfall des manuellen Aufbindens vor der Warmbehandlung und des Abbindens nach dem Abschrecken.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1:
eine Wärmebehandlungsanlage mit Angabe der für die Teil-Anlagensysteme wesentlichen Prozeßparameter,
Fig. 2:
den übergabebereich von Durchlaufofen und Abschreckeinrichtung der Wärmebehandlungsanlage in vergrösserter Darstellung, und
Fig. 3:
ein Blockschaltbild eines für die Anlage verwendbaren Prozeßrechners.
In Fig. 1 ist im Aufgabebereich von Aluminium-LegierungsBauteilen ein Transportband 2 dargestellt, welches ebenso wie weitere Transportbänder 3 bis 7, die den einzelnen Teil-Anlagensystemen zugeordnet sind, Bestandteil eines die Bauteile aufnehmenden und diese durch die Wärmebehandlungsanlage transportierenden Fördersystems 1 ist. Die Transportgeschwindigkeiten und Haltezeiten der Transportbänder werden durch einen in Fig. 3 dargestellten Prozezßrechner zueinander synchron gesteuert, wobei die zugehörigen Motoren mit 8 und die Regler mit 9 bezeichnet sind.
Dem Transportband 2 ist ein Durchlaufofen 10 nachgeordnet, dessen zugehöriges Transportband 3 unter einer von dem Prozeßsteuersystem gesteuerten elektrischen Heizung 11, vorzugsweise einer elektrischen Widerstandsheizung, zur Aufheizung der auf dem Transportband 3 lose aufliegenden Bauteile auf eine Lösungsglühtemperatur von 470°C - 570°C in Abhängigkeit von der Legierung bei einer vorgegebenen Heiz-Haltezeit von 10 bis 25 min vorbeigeführt ist.
Der Durchlaufofen 10, dessen Ofennutzbreite 2500 mm, dessen Ofennutzraumhöhe mindestens 160 mm betragen kann und dessen Ofennutzraumlänge vom Bauteildurchsatz, der Temperaturhaltezeit und vom Fördersystem abhängt sowie dessen Betriebstemperatur in einem Bereich von Tmin = 300 °C bis Tmax = 600 °C regelbar ist, weist weiterhin eine vorgegebene Anzahl von nicht näher bezeichneten Wärmeregelzonen zur Erzielung einer vorgeschriebenen Wärmebehandlungs-Güteklasse für die Bauteile auf. Auch können im Ein- und Ausgangsbereich des Durchlaufofens 10 Ofentüren oder andere Mechanismen zur Vermeidung von Wärmeverlusten vorgesehen sein, die von dem Prozeßsteuersystem ereignisgesteuert sind. Ferner ist die Anordnung von Thermoelementen, deren gemessene Temperaturwerte dem Prozeßsteuersystem zur Auswertung zugeführt werden, und von einer von dem Prozeßsteuersystem gesteuerten Gebläseeinrichtung 12 im Durchlaufofen 10 vorgesehen.
Dem Durchlaufofen 10 ist eine Wasser-Glykol-Lösung, deren Glykolanteil z.B. 25 bis 30 Volumenprozente betragen kann, oder ein anderes flüssiges Abschreckmedium 13 wie beispielsweise eine Wasser enthaltende Einrichtung 14 zur Abschrekkung der Bauteile nachgeordnet. Die Abschreckeinrichtung 14 kann mit einer Umwälzanlage 15 zur Badbewegung, einem Befüllungs- und Entleerungssystem 16, einem Temperaturüberwachungsgerät 17 und mit einer Rückkühlanlage 18 ausgerüstet sein, deren Betriebsabläufe von dem Prozeßsteuersystem steuerbar sind.
Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß das Fördersystem 1 im übergabebereich zwischen Durchlaufofen 10 und Abschreckeinrichtung 14 derart ausgebildet ist, daß die Bauteile unter einem vorgegebenen Winkel blasenfrei in das Abschreckmedium 13 eintauchen. Hierzu verläuft das Transportband 3 des Durchlaufofens 10 in seinem Endbereich unter einem vorgegebenen Winkel von etwa 15° gegenüber seiner horizontalen Lage. Ein nachgeordnetes eine Rutscheinrichtung darstellendes Transportband 4 bildet im übergabebereich eine Schräge mit einem einstellbaren Winkel von 45° bis 75° gegenüber der Horizontalen.
Gemäß Fig. 1 schließen sich an die Abschreckeinrichtung 14 ein Reinigungssystem 19 und ein Trocknungssystem 20 an, durch welche die Bauteile mittels eines Transportbandes 7 zum zeichnerisch nicht dargestellten Entnahmebereich geführt werden. Das Reinigungssystem 19 weist eine Wassersprüheinrichtung 21 zur Wasserbesprühung der zu reinigenden Bauteile und ein Auffangbecken 22 mit einem nachgeordneten Glykolabscheider 23 auf. Der Volumenstrom und die Sprühzeiten des Sprühwassers sowie die Glykolkonzentration im Wasser des Auffangbeckens 22 auf einen vorgegebenen Mindestwert werden durch das Prozeßsteuersystem geregelt. Es kann vorgesehen sein, daß die Versorgung der Wassersprüheinrichtung 21 mit Wasser aus dem Auffangbecken 22 erfolgt. Die Trocknung der Bauteile in dem Trocknungssystem 20 wird mit einer Luftgebläseeinrichtung 24 durchgeführt, wobei der Luftvolumenstrom und die Trocknungszeiten von dem Prozeßsteuersystem gesteuert werden.
Das in Fig. 3 in Blockschaltbildform dargestellte Prozeßsteuersystem ermöglicht einen vollautomatischen Betrieb der Wärmebehandlungsanlage, nämlich eine Steuerung, Prozeßvisualisierung, Regelung, Überwachung und Prozeßfehlerdiagnose sowie eine Prozeßdokumentation. Das System weist hierzu einen Prozeßleitrechner 25 auf, der mit einem Programmspeicher 26 mit beispielsweise 20 Speicherplätzen für die Wärmebehandlungsprozesse verbunden ist. Weiterhin sind ein einer Eingabe- und Ausgabeeinheit 27 nachgeordneter Prozeßrechner 28 und Bedienungselemente für das Bedienungspersonal, wie z.B. eine Tastatur 29, ein Barcodeleser 30, ein Bildschirm 31 und ein Protokolldrucker 32, vorhanden.
Bezugszeichenliste
1
Fördersystem
2 bis 7
Transportbänder (Transportrollen)
8
E-Motor
9
Regler für E-Motor 8
10
Durchlaufofen
11
E-Heizung des Durchlaufofens 10
12
Gebläseeinrichtung des Durchlaufofens 10
13
Abschreckmedium
14
Abschreckeinrichtung
15
Umwälzeinrichtung
16
Befüllungs- und Entleerungssystem
17
Temperaturüberwachungsgerät
18
Rückkühlanlage
19
Reinigungssystem
20
Trocknungssystem
21
Wassersprüheinrichtung
22
Auffangbecken
23
Glykolabscheider
24
Luftgebläseeinrichtung
25
Prozeßleitrechner
26
Programmspeicher
27
Ein- und Ausgabeeinheit
28
Prozeßrechner
29
Tastatur
30
Barcodeleser
31
Bildschirm
32
Protokolldrucker
Figure 00100001

Claims (17)

  1. Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie gemäß bestehender Fertigungsvorschriften, insbesondere von ebenen Platinen oder umgeformten Bauteilen von vorgegebenen Mindest- und Maximalabmessungen, wobei die Bauteile einem Wärmebehandlungs-, Abschreck-, Reinigungs- und einem Trocknungsvorgang unterzogen werden, wobei ein einem Transportband und/oder Transportrollen im Aufgabebereich der Bauteile nachgeordneter Durchlaufofen mit einem die Bauteile durch den Durchlaufofen fördernden Transportband und/oder Transportrollen und mit einer Heizung zur Aufheizung der Bauteile auf Lösungsglühtemperatur ausgerüstet ist, wobei dem Durchlaufofen eine ein flüssiges Abschreckmedium enthaltende Einrichtung zur Abschreckung der Bauteile nachgeordnet ist, wobei sich an die Abschreckeinrichtung ein Reinigungs- und Trocknungssystem anschließt, durch welches die Bauteile mittels eines Förderbandes hindurch führbar sind, und wobei die Transportbänder und/oder Transportrollen Bestandteile eines Fördersystems zur unbefestigten Aufnahme und zum Tranport der Bauteile durch die gesamte Anlage sind, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Durchlaufofen (10) eine Aufheizung der Bauteile auf eine von der verwendeten Legierung abhängige Lösungsglühtemperatur von 470°C bis 570°C bei einer vorgegebenen Heiz-Haltezeit von 10 - 25 min erfolgt,
    daß zum blasenfreien Eintauchen der Bauteile unter einem vorgegebenen Winkel in das Abschreckmedium (13) der Abschreckeinrichtung (14) das Transportband (3) des Durchlaufofens (10) in seinem Endbereich unter einem vorgegebenen Winkel von etwa 15° gegenüber seiner horizontalen Lage verläuft sowie das nachgeordnete Transportband (4) im Übergabebereich vom Durchlaufofen (10) und Abschreckeinrichtung (14) eine Schräge mit einem einstellbaren Winkel von 45° bis 75° gegenüber der Horizontalen bildet,
    und daß ein Prozeßsteuersystem zur Steuerung und Überwachung aller für eine einwandfreie Wärmebehandlung der Bauteile erforderlichen Parameter und Verfahrensabläufe vorgesehen ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördersystem (1) ein Transportband (2) für den Aufgabebereich, zwei weitere Transportbänder (5,6) in der Abschreckeinrichtung (14) und ein Transportband (7) für das Reinigungs- und das Trocknungssystem (19 und 20) sowie für den Entnahmebereich aufweist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten der Transportbänder (2-7) entsprechend den vorgegebenen Verfahrensabläufen von dem Prozeßsteuersystem synchronisiert sind.
  4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung des Durchlaufofens (10) durch eine indirekte von dem Prozeßsteuersystem gesteuerte elektrische Widerstandsheizung (11) erfolgt.
  5. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufofen (10) einen geregelten Betriebstemperaturbereich von Tmin = 300 °C bis Tmax = 600 °C aufweist.
  6. Anlage nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufofen (10) eine vorgegebene Anzahl von Wärmeregelzonen zur Erzielung einer vorgeschriebenen Wärmebehandlungs-Güteklasse für die Bauteile aufweist.
  7. Anlage nach Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufofen (10) im Ein- und Ausgangsbereich für die Bauteile Ofentüren oder andere Mechanismen zur Vermeidung von Wärmeverlusten aufweist, die von dem Prozeßsteuersystem ereignisgesteuert sind.
  8. Anlage nach Anspruch 1, 2, 4, 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine vorgegebene Anzahl von im Durchlaufofen (10) angeordneten Thermoelementen, deren gemessene Temperaturwerte dem Prozeßsteuersystem zur Auswertung zuführbar sind.
  9. Anlage nach Anspruch 1, 2, 4, 5, 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine im Durchlaufofen (10) angeordnete und von dem Prozeßsteuersystem gesteuerte Gebläseeinrichtung (12).
  10. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckeinrichtung (14) eine Wasser-Glykol-Lösung als Abschreckmedium (13) aufweist.
  11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasser-Glykol-Lösung mit einem Glykolanteil von etwa 25 bis 30 Volumenprozent vorgesehen ist.
  12. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abschreckeinrichtung (14) Wasser als Abschreckmedium (13) vorgesehen ist.
  13. Anlage nach Anspruch 1, 2, 3, 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckeinrichtung (14) mit einer Umwälzanlage (15) zur Badbewegung, einem Befüllungs- und Entleerungssystem (16), einem Temperaturüberwachungsgerät (17) und mit einer Rückkühlanlage (18) ausgerüstet ist, deren Betriebsabläufe von dem Prozeßsteuersystem steuerbar sind.
  14. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungssystem (19) eine Wassersprüheinrichtung (21) zur Wasserbesprühung der zu reinigenden Bauteile und ein Auffangbecken (22) mit einem nachgeordneten Glykolabscheider aufweist, und daß der Volumenstrom und die Sprühzeiten des Sprühwassers sowie die Glykolkonzentration im Wasser des Auffangbeckens (22) auf einen vorgegebenen Mindestwert durch das Prozeßsteuersystem regelbar sind.
  15. Anlage nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Versorgung der Wassersprüheinrichtung (21) mit Wasser aus dem Auffangbecken (22).
  16. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknersystem (20) eine Luftgebläseeinrichtung (24) aufweist, dessen Luftvolumenstrom und dessen Trocknungszeiten von dem Prozeßsteuersystem steuerbar sind.
  17. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßsteuersystem einen mit einem Programmspeicher (26) verbundenen Prozeßleitrechner (25), einen einer Eingabe- und Ausgabeeinheit (27) nachgeordneten Prozeßrechner (28) und Bedienungselemente für das Bedienungspersonal aufweist.
EP96120491A 1996-01-09 1996-12-19 Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie Expired - Lifetime EP0784098B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19600479 1996-01-09
DE19600479A DE19600479C2 (de) 1996-01-09 1996-01-09 Wärmebehandlungsanlage zum Lösungsglühen von Aluminium-Legierungsbauteilen in der Luftfahrtindustrie

Publications (2)

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