铝合金热处理设备及铝合金热处理方法与流程

文档序号:15457654发布日期:2018-09-15 01:35

本发明涉及铝合金热处理技术领域,尤其是涉及一种铝合金热处理设备及铝合金热处理方法。



背景技术:

现有的铝合金工件,经常需要对该工件的局部进行退火等热处理,现有的局部热处理的方法和装置大多是针对钢铁工件的设计和制造的,如若直接采用钢铁工件的热处理方法和装置对铝合金工件进行热处理,易出现如下方面的问题。

其一,铝合金对温度敏感性高,热处理温度控制精度要求优于±1℃,炉膛温度均匀性优于±5℃,而处理钢铁工件的局部热处理装置难以满足该温度控制精度要求;其二,铝合金对高温耐受性低,温度超过120℃即对力学性能有影响,要求对局部热处理的区域严格控制,而处理钢铁工件的热处理装置热影响区大,容易造成铝合金工件基体力学性能降低。

而国内的局部热处理方法多针对钢铁工件,尚未发现适用于专门用于铝合金工件的局部热处理方法及装置。

为此,迫切需要一种适用于专门用于铝合金工件的局部热处理方法及装置。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。



技术实现要素:

本发明的第一目的在于提供一种铝合金热处理设备,以实现对铝合金局部位置顺利进行热处理,实现对铝合金热处理过程中待处理工件加热范围的精准控制。

为了解决上述技术问题,本发明采取的技术手段为:

本发明提供的一种铝合金热处理设备,包括循环加热风室,以及位于所述循环加热风室内的水箱组件,所述水箱组件用于放置待处理工件,所述水箱组件内装有持续供应的冷却液体;所述待处理工件的一部分裸露出所述冷却液体,以使裸露部分在所述循环加热风室内进行热处理。

在上述技术方案中,进一步地,所述铝合金热处理设备还包括支架本体,所述支架本体上设置有用于带动所述水箱组件水平滑动的进出滑板机构,所述水箱组件固定设置在所述进出滑板机构上。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述支架本体上设置有用于带动所述水箱组件竖直移动的举升机构,所述举升机构安装在所述支架本体上。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述进出滑板机构设置在一平板上,所述举升机构能够带动所述平板升降。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述进出滑板机构包括水平移动的滑块、与所述滑块对应设置的滑轨以及用于调整滑块滑动位移的丝杠,所述水箱组件设置在所述滑块上,所述水箱组件能够随所述滑块移动;

所述滑轨固定设置在所述平板上。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述举升机构包括举升气缸,所述举升气缸的缸筒固定安装在所述平板近边缘处,所述举升气缸的推杆与所述平板固定连接,以带动所述平板、所述进出滑板机构进行升降运动。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述支架本体上设置有形成循环加热风室的加热炉,所述加热炉罩在所述水箱组件外部。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述加热炉顶部设置有循环风机,所述循环风机的出风口与所述循环加热风室连通。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述水箱组件内设置有用于放置待处理工件的工作台,所述工作台能够在所述冷却液体内进行升降。

在上述任一技术方案中,进一步地,所述工作台的升降行程为300mm。

本发明的第二目的在于提供一种铝合金热处理方法,以顺利进行铝合金工件的局部热处理,以实现对铝合金工件热处理过程中的热处理温度及待处理工件的加热范围的精准控制。

本发明提供的一种铝合金热处理方法,应用上述铝合金热处理设备,进行如下处理:

步骤A,初始状态,水箱组件放置在进出滑板机构最外端,进出滑板机构随举升机构设置在最低位置;

步骤B,放置工件,水箱组件内通入冷却水,将待处理工件放置在水箱组件中,使待处理工件需要热处理的部分外露于冷却液体;

步骤C,接通电源,启动循环加热风室,向循环加热风室内通入空气,使循环加热风室内形成一定温度;

步骤D,工件就位,使用举升机构及进出滑板机构将待处理工件上升至工作位置;

步骤E,循环加热风室内保温一段时间,以使待处理工件裸露部分温度升高,进行热处理工序;

步骤F,启动举升机构、进出滑板机构,以将水箱组件移至支架本体外侧。

在上述技术方案中,进一步地,在所述步骤B中,待处理工件的裸露部分的高度范围为10mm-400mm。

在上述任一技术方案中,进一步地,在所述步骤C中,循环加热风室内温度范围为200℃-520℃。

在上述任一技术方案中,进一步地,在所述步骤E中,循环加热风室的保温时间范围为1min-60min。

与现有技术相比,本发明提供的铝合金热处理设备及铝合金热处理方法具有的有益效果为:

采用本发明的铝合金热处理设备,包括:循环加热风室,以及位于所述循环加热风室内的水箱组件,所述水箱组件用于放置待处理工件,所述水箱组件内装有持续供应的冷却液体;所述待处理工件的一部分裸露出所述冷却液体,以使裸露部分在所述循环加热风室内进行热处理;采用本技术方案,可解决现有局部热处理装置难以精准控制加热范围的问题,将待处理工件放置在水箱组件的冷却液体中,待处理工件的其中一部分浸入冷却液体,待处理工件的另一部分外露出冷却液体,以使裸露部分能够在循环加热风室内进行一定温度范围内的热处理,同时,还能确保浸入在冷却液体的部分不被热处理,从而确保铝合金工件的局部热处理的效果,即能够便于局部热处理的加热范围,只需将需要进行热处理的部分外露即可。

采用本发明的铝合金热处理方法,包括如下步骤:步骤A,初始状态,水箱组件放置在进出滑板机构最外端,进出滑板机构随举升机构设置在最低位置;步骤B,放置工件,水箱组件内通入冷却水,将待处理工件放置在水箱组件中,使待处理工件需要热处理的部分外露于冷却液体;步骤C,接通电源,启动循环加热风室,向循环加热风室内融入空气,使循环加热风室内形成一定温度;步骤D,工件就位,使用举升机构及进出滑板机构将待处理工件上升至工作位置;步骤E,循环加热风室内保温一段时间,以使待处理工件裸露部分温度升高;步骤F,启动举升机构、进出滑板机构,以将水箱组件移至支架本体外侧。采用本技术方案的铝合金热处理方法,能够在进出滑板机构和举升机构的共同作用下将铝合金工件放置在循环加热风室内,并在水箱组件的作用下,确保铝合金工件的部分结构浸入冷却液体中,利于铝合金工件对部分结构进行热处理,以便于调整热处理的工件加热范围,同时,该循环加热风室可以用于调整热处理温度,控温精度高,加热温度均匀性好,操作简便,该水箱组件的应用主要是采用水冷方式保护待处理工件的非热处理部位,从而达到精准控制热处理区域的效果,进一步实现铝合金工件的局部硬度变化,而非热处理部分硬度不变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铝合金热处理设备的半剖主视结构示意图;

图2为本发明实施例提供的铝合金热处理设备的图1的半剖左视结构示意图;

图3为本发明实施例提供的铝合金热处理设备中进出滑板机构、举升机构及水箱组件与支架本体的安装情况。

附图标号:

100-铝合金热处理设备;

101-支架本体;102-举升机构;103-水箱组件;104-加热炉;105-循环风机;106-进出滑板机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

如图1-图3所示,为本实施例提供的铝合金热处理设备100的相应结构示意图;具体的,本实施例提供的铝合金热处理设备100包括,循环加热风室,以及位于循环加热风室内的水箱组件103,水箱组件103用于放置待处理工件,水箱组件103内装有持续供应的冷却液体;待处理工件的一部分裸露出冷却液体,以使裸露部分在循环加热风室内进行热处理。

需要说明的是,采用本实施例的铝合金热处理设备100,可解决现有局部热处理装置难以精准控制加热范围的问题,将待处理工件放置在水箱组件103的冷却液体中,待处理工件的其中一部分浸入冷却液体,待处理工件的另一部分外露出冷却液体,以使裸露部分能够在循环加热风室内进行一定温度范围内的热处理,同时,还能确保浸入在冷却液体的部分不被热处理,从而确保铝合金工件的局部热处理的效果,即能够便于局部热处理的加热范围,只需将需要进行热处理的部分外露即可。

优选的,铝合金热处理设备100还包括支架本体101,支架本体101上设置有用于带动水箱组件103水平滑动的进出滑板机构106;水箱组件103固定设置在进出滑板机构106上。

具体的,本实施例的铝合金热处理设备100中,支架本体101上设置有用于带动水箱组件103竖直移动的举升机构102,举升机构102安装在支架本体101上。

本实施例提供的铝合金热处理设备100,其中支架本体101为整个装置提供支撑,采用进出滑板机构106便于铝合金工件的水平移动,具体的,进出滑板机构106设置在一平板上,举升机构102能够带动平板升降,进出滑板机构106包括水平移动的滑块、与滑块对应设置的滑轨以及用于调整滑块滑动位移的丝杠,水箱组件103设置在滑块上,水箱组件103能够随滑块移动;滑轨固定设置在平板上;另外,举升机构102包括举升气缸,举升气缸的缸筒固定安装在平板近边缘处,举升气缸的推杆与平板固定连接,以带动平板、进出滑板机构106进行升降运动。

具体的,支架本体101上设置有形成循环加热风室的加热炉104,加热炉104罩在水箱组件103外部。

需要说明的是,本实施例的加热炉104安装在支架本体101上,加热炉104采用电阻丝加热方式,最高加热温度为650℃,利用测控仪对加热炉104的炉腔进行控温,控温精度±1℃,以耐火砖砌成加热炉104的炉膛并给以电阻丝支撑,在加热炉104的侧壁开孔插入热电偶测温,加热炉104的炉壳与加热体间用隔热材料填充。

具体的,加热炉104顶部设置有循环风机105,循环风机105的出风口与循环加热风室连通,即,循环风机105的出风口与加热炉104的炉腔连通。

需要说明的是,本实施例的循环风机105安装在加热炉104上,循环风机105可以无极调速,以形成循环气流,使得加热炉104的炉膛内温度均匀性优于±5℃。

需要说明的是,采用本实施例的铝合金热处理设备100,能够在举升机构102、进出滑板机构106的共同作用下,实现对铝合金工件的三维空间的移动,其中,铝合金工件放置在水箱组件103内,非热处理部分浸在冷却液体中;另外,需要指出的是,进出滑板机构106采用丝杠进行水平方向的移动,用于将工件平移至加热炉104的炉外,以便于取放,进出滑板机构106的位移距离为0-1000mm;举升机构102安装在支架本体101上,举升机构102采用举升气缸进行竖直方向的移动,以实现铝合金工件在竖直方向上的出炉、入炉动作,举升气缸的推进距离为0-600mm。

具体的,水箱组件103内设置有用于放置待处理工件的工作台,工作台能够在冷却液体内进行升降。

需要指出的是,本实施例的水箱组件103为铝合金工件提供放置位置,同时,也为铝合金工件不需热处理部分提供水冷保护,水箱组件103具体包括水箱、设置在水箱内的工作台、与水箱连通的进水管和出水管,其中,工作台在水箱内高度可调,工作台的调整范围是0-300mm,用于控制铝合金工件局部热处理的范围,该工作台底部设置有升降结构,该升降结构的动力来源可以为升降气缸,也可以为液压缸。

优选的,工作台的升降行程为300mm。

采用本实施例的铝合金热处理设备100,适用于铝合金工件局部热处理的装置,可解决现有局部热处理装置难以精确控制温度和加热范围的问题,本发明涉及的装置通过循环风机105保证温度的均匀性,通过水箱组件103的水冷方式保护非热处理区域,以实现工件热处理温度和加热范围的精准控制,可用于铝合金工件的局部热处理。

实施例二

本实施例提供的铝合金热处理方法,应用实施例一的铝合金热处理设备100,进行如下处理:

步骤A,初始状态,水箱组件103放置在进出滑板机构106最外端,进出滑板机构106随举升机构102设置在最低位置,即将水箱组件103移至加热炉104的炉外。

步骤B,放置工件,水箱组件103内通入冷却水,即从水箱组件103的进水管向水箱中持续通入冷却水;将铝合金工件放置在水箱中,调整工作台的位置,并使铝合金工件需要热处理的部分外露于冷却水,而后转动进出滑板机构106的丝杠,将水箱组件103平移至支架本体101的中间;

步骤C,接通电源,关闭加热炉104的炉门,启动循环加热风室,使加热炉104内形成一定温度;

步骤D,到达上述温度后,将铝合金处理设备连接空气压缩机,即与压缩空气相连,打开加热炉104的炉门;

步骤E,工件就位,滑块滑至支架本体101内,启动举升气缸,使举升气缸抬升水箱组件103进入加热炉104的炉内;

步骤F,加热炉104内保温一段时间,以使铝合金工件裸露部分温度升高,即进行热处理的过程;

步骤G,达到保温时间后,启动举升机构102、进出滑板机构106,以将水箱组件103移至支架本体101外侧。

优选的,在步骤B中,待处理工件的裸露部分的高度范围为10mm-400mm。

优选的,在步骤C中,加热炉104内温度范围为200℃-520℃。

优选的,在步骤F中,加热炉104的保温时间范围为1min-60min。

采用本实施例的铝合金热处理方法,能够在进出滑板机构106和举升机构102的共同作用下将铝合金工件放置在加热炉104的炉腔内,并在水箱组件103的作用下,确保铝合金工件的部分结构浸入冷却液体中,利于铝合金工件对部分结构进行热处理,以便于调整热处理的工件加热范围,同时,该循环加热风室可以用于调整热处理温度,控温精度高,加热温度均匀性好,操作简便,该水箱组件103的应用主要是采用水冷方式保护待处理工件的非热处理部位,从而达到精准控制热处理区域的效果,进一步实现铝合金工件的局部硬度变化,而非热处理部分硬度不变。

实施例三

本实施例提供的铝合金材料为7A04铝合金,工件形状如下:外径45mm,内径40mm,高度200mm直筒。工件局部热处理前硬度:155-165HV,具体热处理过程如下:

1)将水箱组件103移至炉外,从进水管往水箱中持续通入冷却水,将铝合金直筒工件件放置在水箱中,调整工件放置台使铝合金直筒工件漏出水面50mm。

2)转动进出滑板机构106上的丝杠,将水箱组件103平移至炉底并位于支架中间。

3)接通装置电源,关闭炉门,设置加热温度为460℃,启动加热和循环风机105,等待加热炉104温度达到设定温度。

4)到温后,将装置与压缩空气相连,打开炉门,按动举升按钮,使得举升机构102抬升水箱组件103进入炉内,保温3min。

5)保温时间达到后,按动下降按钮,使得水箱组件103离开加热炉104下降至炉底。

6)转动进出滑板机构106上的丝杠,将水箱组件103平移至炉外。

由本实施例局部热处理后的铝合金直筒工件距离口部0-40mm部分的硬度为60-80HV,距离口部40-50mm部分的硬度为80-160HV,其它部分硬度不变,为155-165HV。

实施例四

本实施例提供的铝合金材料为2A12铝合金;工件形状:30mm×30mm×130mm柱状;工件局部热处理前硬度:130-140HV。具体热处理过程如下:

1)将水箱组件103移至炉外,从进水管往水箱中持续通入冷却水,将铝合金柱状工件12件放置在水箱中,调整工件放置台使铝合金柱状工件漏出水面100mm。

2)转动进出滑板机构106上的丝杠,将水箱组件103平移至炉底并位于支架中间。

3)接通装置电源,关闭炉门,设置加热温度为220℃,启动加热和循环风机105,等待加热炉104温度达到设定温度。

4)到温后,将装置与压缩空气相连,打开炉门,按动举升按钮,使得举升机构102抬升水箱组件103进入炉内,保温55min。

5)保温时间达到后,按动下降按钮,使得水箱组件103离开加热炉104下降至炉底。

6)转动进出滑板机构106上的丝杠,将水箱组件103平移至炉外。

由本实施例局部热处理后的铝合金直筒工件距离口部0-90mm部分的硬度为115-125HV,距离口部90-100mm部分的硬度为125-135HV,其它部分硬度不变,为130-140HV。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

再多了解一些
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