专利名称：一种大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺及其装置的制作方法
一种大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺及其装置技术领域
本发明属于金属压力加工制造技术领域，尤其涉及一种新型硬合金棒线盘或直杆 材的热轧连续生产方法。
技术背景
传统的硬合金，特别是时效可以强化的铝合金，如铝合金中的hXX、6XXX和7xxx 合金，常做结构制品和锻压制品的原材料。如以6ΧΧΧ为原材料做制品，一般小型企业采用 铸造坯料直接锻压的方法生产，如个别厂家生产的自行车曲柄，产品质量差；质量要求高的 企业采用挤压供坯，然后锻压制造。但是在生产中，由于挤压时材料在挤压筒中的不稳定 流动，决定了材料沿径向和轴向的性能差异较大；如7075 Τ6状态铝合金，挤压材L-T向和 T-L向的典型平面应变断裂韧性相差约21. 4% (见《铝加工技术实用手册》冶金工业出版社 2004年10月ρ186)，造成因材料的各向性能差异对最终产品使用性能影响较大；还可能产 生粗晶环或疏松等缺陷，造成最终产品质量不稳定。
挤压供料的另一个不足之处是坯料受挤压筒尺寸的影响，坯重受到限制，因此挤 压坯料必须在挤压前热剪切成较短的锭坯，锭坯个重一般只有几十公斤，所以挤压出的制 品长度有限，不适应后续工业化自动生产线连续生产的需求。
挤压供料带来的材料特性差异、坯重较小与大型工业化连续生产的矛盾，在挤压 供料生产中一直未找到较好解决办法
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的之一提供一种生产有色金属硬合金 直杆和盘圆棒线的工艺方法，该工艺方法可生产卷重大或粗的大截面合金棒线材，且进一 步提高材料的各项机械及力学性能。
本发明的另一目的是提供一种按加工工艺配置的装置，该装置占地面积小，且能 减轻工人劳动强度。
为实现上述发明目的之一，本发明采用如下所述的技术方案本发明的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，该工艺包括下列连续生产线工序 的步骤a)、提供铸锭原料；b)、去除铸锭原料表面缺陷；C)、对去除表面缺陷的铸锭原料进行加热；d)、轧制加热后的原料；e)、将轧制后原料淬火。
为更好的实施本发明创造，还包括将淬火后原料卷取，作为连续生产线步骤。3
为更好的实施本发明创造，还包括将淬火后原料分切成直条定尺，作为连续生产 线步骤。
为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经过均勻化退火处理。
为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料表面缺陷为偏析、冷隔和夹杂层。
为更好的实施本发明创造，所述对原料加热的步骤包括预热、加热和保温，且对原 料预热时是利用加热原料时产生的废热气。
为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经粗轧和精轧。
为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经6到16道次的轧制。
为实现本发明的目的之二，本发明的装置按加工工艺配置如下本发明的装置是将上料台、车铣面机、加热炉、连轧机和淬火段依次设置，且所述加热 炉分为预热炉和加热保温炉，所述预热炉和加热保温炉通过烟气管道相连，该烟气管道将 加热保温炉产生的废热气导通至预热炉；所述连轧机分为粗轧机和精轧机。
为更好的实施本发明创造，所述装置还包括与淬火段连续设置的卷取机、盘拉机 或剪切机。
本发明的加工工艺，既不同于一般的挤压生产线，也不同于铝线杆的连铸连轧生 产工艺；连铸连轧生产工艺只能生产小直径的电缆用铝线或低合金铝线，无法满足用户对 硬合金棒线盘或直杆材的需求。
本发明采用轧制工序，由于轧制棒材与挤压棒材在加工工艺上有所区别，带来材 料的特性有所差异轧制由大锭经过多道次反复轧制变形，轧辊速度与轧件行进速度基本 相同，材料性能较挤压材均勻，无粗晶环，大头或缩尾等问题；轧制材L-T向和T-L向的典 型平面应变断裂韧性仅相差15. 4% (见《铝加工技术实用手册》冶金工业出版社2004年10 月P186)，比起挤压材来讲，轧制材各向性能较接近，有利于用户后续锻造工序的成型和制 品的内在质量。
本工艺之所以采用经过均勻化退火处理的铸锭作原材料，是基于以下原理大断 面的硬合金制品一般有多种合金元素经铸造成大断面的铸锭，再经压力加工而成。大断面 的铸锭在铸造中因合金元素过多易产生偏析、冷隔、夹杂、疏松等缺陷，特别是铸锭内部因 各元素熔点不同，结晶时因微成分不均勻产生内应力，造成材料内部应力集中，甚至劈裂。 因此必须采用长时间的均勻化退火，才能解决成分偏析和应力集中问题。如7XXX铝合金必 须采用经均勻化退火后的铸锭才能挤压生产。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性1、本发明轧制工艺与挤压工艺相比一是加工后的轧件不再在挤压工艺作业方式下因 受到挤压筒长度的限制，每根铸锭要热剪切成多节铸锭，如一般6. ail长铸锭需切成10节； 本发明的工艺只要炉膛长度允许，理论上轧制不受铸锭长度的限制。二是轧制工艺可生产 大盘重轧制材，且该工艺主要废品是铸锭加热前铣除的偏析、冷隔和夹杂层，不像挤压工艺 需要留有大的压余；另外由于轧制变形时轧辊的速度与轧件运行基本一致，因此无粗晶、大 头和缩尾发生，内部组织均一，成品率远高于挤压工艺。
2、由于本发明的轧制工艺可生产大盘重轧制材，如自行车曲柄生产过程中操作人 员不再需要在挤压工艺作业方式下将挤压料一次一根(一般6m长一根)的送到冲床上，只需 要将200m左右长的盘圆上料到开卷架上即可连续化自动生产，大大减少了料头、料尾等废料，提高了用户的成品率。
3、本发明工艺处理的轧件，经过循环水淬火段后，冷却强度高于挤压工艺空气吹 冷处理的材料，对保证材料处于固熔状态更有利。
4、由于轧制工艺可生产大盘重轧制材的原因，这就为后续的冲压锻造工序提供了 高速冲断、连续化生产的可行性，大大提高了工厂的生产率，减轻了工人的劳动强度。
5、由于轧制棒材与挤压棒材在加工工艺上有所区别，使轧制棒材远优于挤压棒材 的性能，为用户采用新工艺、最终产品的设计和组织生产提供更优越的条件。
6、本发明的机列装置结构紧凑，集多台挤压机的生产能力，产能高，且占车间面积 少，一般可配置在彡12 15m跨度的厂房内。
图1是本发明按加工工艺配置的装置的示意图；1 一上料台；2—车铣面机；3—预热炉；4一烟气管道；5—加热保温炉；6—粗轧机；7— 精轧机；8—淬火段；9一卷取机。
具体实施方式
结合图1，由起重机将6m长的圆铸锭运到上料台1上，经过在线车铣面机2快速铣 去铸锭表面的偏析层、冷隔和夹杂等；在轧制操作手的操作下，铝锭按程序进入预热炉3 ； 经过预热后的铝锭，逐步进入加热保温炉5 ；加热保温炉5产生的热废气通过烟气管道4进 入预热炉3，并通过预热炉3内的循环系统形成热风流动，预热冷铝锭；预热炉3主要根据 热废气与预热炉3内铸锭的温度差，进行热交换，预热铸锭；为了防止废气温度有时(如冬 季)可能过低影响生产进度，预热炉3上方预留有一个烧嘴，以备调节温度之需。铝锭经过 加热保温炉5加热和保温到开坯温度后，由操作手发出出炉及轧制命令，铸锭进入粗轧机6 和精轧机7，经过6到16个道次的轧制，将铸锭轧到所需的尺寸，之后快速通过淬火段8，由 卷取机9快速卷取盘料。盘料取下后马上投入到下一根料出炉轧制工作中。若客户需要的 尺寸与机架道次分配不一致时，采用大型盘拉机进行拉伸精整，即可满足用户要求。且如果 轧制更大断面的棒材，轧件经淬火后可直接到后面的临时料架上，根据用户要求尺寸裁断。
需说明的是，本发明工艺及装置未详尽叙述部分为现有技术；且本发明创造 的重点在于生产工艺的组合创新，因此，本文未详尽叙述的现有技术不得解释为对本发明 创造的限制。权利要求
1.一种大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是该工艺包括下列连续生 产线工序的步骤a)、提供铸锭原料；b)、去除铸锭原料表面缺陷；C)、对去除表面缺陷的铸锭原料进行加热；d)、轧制加热后的原料；e)、将轧制后原料淬火。
2.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是还包括 将淬火后原料卷取，作为连续生产线步骤。
3.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是还包括 将淬火后原料分切成直条定尺，作为连续生产线步骤。
4.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是所述铸 锭原料经过均勻化退火处理。
5.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是所述铸 锭原料表面缺陷为偏析、冷隔和夹杂层。
6.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是所述对 原料加热的步骤包括预热、加热和保温，且对原料预热时是利用加热原料时产生的废热气。
7.根据权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是所述铸 锭原料经粗轧和精轧。
8.根据权利要求1或7所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，其特征是所 述铸锭原料经6到16道次的轧制。
9.实施权利要求1所述的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺的装置，其特征是 所述装置是将上料台(1)、车铣面机O)、加热炉、连轧机和淬火段(8)依次设置，且所述加 热炉分为预热炉(3)和加热保温炉(5)，所述预热炉和加热保温炉通过烟气管道(4)相连， 该烟气管道(4)将加热保温炉( 产生的废热气导通至预热炉(3)；所述连轧机分为粗轧 机(6)和精轧机(7)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征是所述装置还包括与淬火段(8)连续设置的 卷取机、盘拉机或剪切机。
全文摘要
本发明公开的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，涉及热轧生产方法，包括下列连续生产线工序的步骤提供铸锭原料；去除铸锭原料表面缺陷；对去除表面缺陷的铸锭原料进行加热；轧制加热后的原料；将轧制后原料淬火；该工艺方法可生产卷重大或粗的大截面合金棒线材，且进一步提高材料的各项机械及力学性能；实施该工艺的装置，是将上料台(1)、车铣面机(2)、加热炉、连轧机和淬火段(8)依次设置，且加热炉分为预热炉(3)和加热保温炉(5)，预热炉和加热保温炉通过烟气管道(4)相连，该烟气管道将加热保温炉产生的废热气导通至预热炉；连轧机分为粗轧机(6)和精轧机(7)；该装置占地面积小，且能减轻工人劳动强度。
文档编号C22F1/00GK102041463SQ20111002821
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者刘劲波, 吴维治 申请人:中色科技股份有限公司