专利名称：铝合金保险杠时效处理方法及温度控制方法
技术领域：
本发明涉及大型铝合金产品时效处理方法，特别是7000系列铝合金保险杠时效 处理方法、以及时效炉的温度控制方法。
背景技术：
现有大型产品的时效炉安装有风机，用于推动炉腔内空气的循环流动，这种时效 炉在保温阶段存在温度冲高现象，通常在停止加热后，在风机的搅动下炉腔温度会缓慢上 升5°C以上。另一方面，现有时效炉无法控制升温速率，在升温阶段发热丝全部投入，以最 快速度进入保温区，但是开炉门时间长短、料的多少、季节变化等对升温的时间有很大的影 响，升温差别可达15分钟，因此现有时效炉无法保证各批次时效处理时升温时间的一致 性，从而无法保证产品的质量。由于现有时效炉升温时间不稳定，保温时存在温度冲高现象，使得现有时效炉无 法处理对产品质量要求较高的工件。例如，无法满足7000系列铝合金保险杠的时效处理要 求。
发明内容
本发明的目的是提供一种时效炉的温度控制方法，以控制时效炉的升温速率，并 解决保温阶段的温度冲高问题。为达上述目的，本发明采用的技术方案为一种时效炉的温度控制方法，包括时效炉的加热装置采用复数组独立的加热丝，并在时效炉风机的负压端设置可连 通炉腔内外的吸风口；在升温阶段，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复数个 子阶段将炉腔温度升至时效温度；在保温阶段，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及所述吸风口的 开启/关闭，将炉腔温度保持在时效温度。进一步，在子升温阶段，PLC采样炉腔温度，与采样时间对应的预定温度比较，根据 比较结果调整加热丝的投入组数，保证按时完成子升温阶段的升温任务。进一步，由PLC控制自动进料和出料，使每次进料和出料过程炉门开启时间相同。在上述基础上，本发明还提供了一种7000系列铝合金保险杠的时效处理方法，其 处理步骤为(a) 1小时将炉腔温度升高到第一时效温度85 110°C ；(b)保持8小时；(c)0. 5小时将炉腔温度升高到第二时效温度130 160°C ；(d)再保持8小时；在步骤(a)和(c)，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复数个子阶段将炉腔温度分别升至对应的时效温度；在步骤(b)和(d)，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及炉腔吸 风口的开启/关闭，将炉腔温度保持在对应的时效温度。本发明通过在时效炉风机的负压端设置可连通炉腔内外的吸风口，并通过PLC控 制吸风口的开启/关闭，同时采用复数组独立的加热丝作为加热装置，由PLC控制加热 丝 的投入组数，二者结合能够有效解决保温阶段的温度冲高问题，并能够大大减小炉腔温度 的波动幅度。由于升温阶段分为复数个子升温阶段，一方面通过控制各子升温阶段的升温速率 逐渐减小，使得接近保温温度时升温速率最小，可以有效减小停止加热后温度冲高，另一方 面通过控制各子升温阶段的升温时间，能够保证升温时间的精确度，从而能够保证各批次 产品质量的一致性。本发明7000系列铝合金保险杠的时效处理方法能够使处理后的产品满足保险杠 的质量要求。
图1为7000系列铝合金保险杠的理想时效曲线图；图2为采用本发明方法实际时效处理时记录到的炉腔内的温度曲线。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。为满足高品质大型工件的时效处理要求，本发明提供了一种时效炉的温度控制方 法，包括时效炉的加热装置采用复数组独立的加热丝，并在时效炉风机的负压端设置可连 通炉腔内外的吸风口 ；在升温阶段，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原 贝1J，分复数个子阶段将炉腔温度升至时效温度；在保温阶段，PLC根据炉腔温度的变化，控 制加热丝的投入组数以及所述吸风口的开启/关闭，将炉腔温度保持在时效温度。加热丝的组数通常可以设置为4 10组，以满足对升温速率的控制。例如，本发 明实验中采用的时效炉为480KW，其加热装置采用六组加热丝，每组加热丝的功率为80KW。在子升温阶段，PLC采样炉腔温度，与采样时间对应的预定温度比较，根据比较结 果调整加热丝的投入组数，保证按时完成子升温阶段的升温任务。通过这种分段控制方法， 可以有效地控制升温阶段的时间，保证各批次产品的一致性。由PLC控制自动进料和出料，使每次进料和出料过程炉门开启时间相同，同时使 产品在炉内停留时间相同，从而进一步保证了各批次产品的一致性。参照图1，本发明7000系列铝合金保险杠时效处理方法，分为四个阶段(a) 1小时将炉腔温度升高到第一时效温度，所述第一时效温度为85 110°C ；(b)保持8小时；(c)0. 5小时将炉腔温度升高到第二时效温度，所述第二时效温度为130 160°C;(d)再保持8小时；在步骤(a)和(c)，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复 数个子阶段将炉腔温度分别升至所述第一时效温度和第二时效温度；
在步骤(b)和(d)，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及炉腔吸 风口的状态，将炉腔温度保持在对应的时效温度。一种较好的方案中，所述第一时效温度为90°C，所述第二时效温度为137°C，将步 骤(a)分为小于60°C、60 80°C、80 90°C三个子升温阶段，炉腔温度小于60°C的子升温 阶段投入四组80KW加热丝，从60°C到80°C的子升温阶段投入三组80KW加热丝，从80°C到 90 0C的子升温阶段投入一组80KW加热丝。步骤(c)分为90 130°C、130 137°C两个子升温阶段，从90°C到130°C的子升 温阶段投入四组80KW加热丝，从130°C到137°C的子升温阶段投入三组80KW加热丝。 通过控制各子升温阶段投入的加热丝的组数，可以控制各子升温阶段的升温速 率，采用这种方式，一方面可以保证快速升温，另一方面可以使得接近保温温度时升温速率 最小，减少进入保温阶段时产生温度冲高的因素。在子升温阶段，PLC采样炉腔温度，与采样时间对应的预定温度比较，根据比较结 果调整加热丝的投入组数，即当采样温度低于预定温度时增加加热丝的投入组数，当采样 温度高于预定温度时减少加热丝的投入组数，保证能按时完成子升温阶段的升温任务。在步骤(b)和(d)，采用以下方法控制炉腔温度当炉腔温度高于对应时效温度 0. 2°C时，停止加热，当炉腔温度下降到高于对应时效温度0. 1°C时开始加热，当炉腔温度高 于对应时效温度3. 0°C时打开吸风口，当炉腔温度下降到高于对应时效温度2. 5°C时关闭 吸风口。本时效处理方法中，由PLC控制自动进料和出料，使每次进料和出料过程炉门开 启时间相同，同时使产品在炉内停留时间相同，从而可以进一步保证各批次产品的一致性。 所述吸风口设置在时效炉风机的负压端，由PLC控制开启/关闭。温度的采样和控制精度 为0. 1°C。图2所示为采用本方法对7000系列铝合金保险杠时效处理记录到的炉腔内多个 测试点的温度曲线，经检测时效后的产品完全合格。本时效处理方法有效解决了保温阶段温度冲高、以及温度波动较大的问题，解决 了季节、环境、装载量、开关炉门等因素导致升温时间不一致的问题，能够处理品质要求较 高的大型产品。同时整个时效过程由PLC控制自动实现，自动化程度高。
权利要求
一种时效炉的温度控制方法，包括时效炉的加热装置采用复数组独立的加热丝，并在时效炉风机的负压端设置可连通炉腔内外的吸风口；在升温阶段，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复数个子阶段将炉腔温度升至时效温度；在保温阶段，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及所述吸风口的开启/关闭，将炉腔温度保持在时效温度。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于在子升温阶段，PLC采样炉腔温 度，与采样时间对应的预定温度比较，根据比较结果调整加热丝的投入组数，保证按时完成 子升温阶段的升温任务。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于由PLC控制自动进料和出料，使 每次进料和出料过程炉门开启时间相同。
4.一种7000系列铝合金保险杠的时效处理方法，其特征在于，处理步骤为(a)1小时将炉腔温度升高到第一时效温度85 110°C ；(b)保持8小时；(c)0.5小时将炉腔温度升高到第二时效温度130 160°C ；(d)再保持8小时；在步骤(a)和(c)，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复数个 子阶段将炉腔温度分别升至对应的时效温度；在步骤(b)和(d)，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及炉腔吸风口 的开启/关闭，将炉腔温度保持在对应的时效温度。
5.根据权利要求4所述的时效处理方法，其特征在于所述第一时效温度为90°C，所述 第二时效温度为137°C，步骤(a)分为小于60°C、60 80°C、80 90°C三个子升温阶段，对应投入四组80KW加 热丝、三组80KW加热丝、一组80KW加热丝；步骤(c)分为90 130°C、130 137°C两个子升温阶段，对应投入四组80KW加热丝、 三组80KW加热丝。
6.根据权利要求5所述的时效处理方法，其特征在于在子升温阶段，PLC采样炉腔温 度，与采样时间对应的预定温度比较，根据比较结果调整加热丝的投入组数，保证按时完成 子升温阶段的升温任务。
7.根据权利要求4所述的时效处理方法，其特征在于由PLC控制自动进料和出料，使 每次进料和出料过程炉门开启时间相同。
8.根据权利要求4所述的时效处理方法，其特征在于在步骤(b)和⑷，当炉腔温度 高于对应时效温度0. 2°C时，停止加热，当炉腔温度下降到高于对应时效温度0. 1°C时开始 加热，当炉腔温度高于对应时效温度3. 0°C时打开吸风口，当炉腔温度下降到高于对应时效 温度2. 5 °C时关闭吸风口。
9.根据权利要求4所述的时效处理方法，其特征在于所述吸风口设置在时效炉风机 的负压端，由PLC控制开启/关闭。
全文摘要
本发明涉及7000系列铝合金保险杠时效处理方法及温度控制方法，时效处理步骤包括(a)1小时将炉腔温度升高到第一时效温度；(b)保持8小时；(c)0.5小时将炉腔温度升高到第二时效温度；(d)再保持8小时；在步骤(a)和(c)，PLC控制加热丝的投入组数，按升温速率逐渐减小的原则，分复数个子阶段将炉腔温度分别升至对应的时效温度；在步骤(b)和(d)，PLC根据炉腔温度的变化，控制加热丝的投入组数以及炉腔吸风口的状态，将炉腔温度保持在对应的时效温度。本方法能够有效解决保温阶段的温度冲高问题，能够大大减小炉腔温度的波动幅度，能够保证各批次产品质量的一致性。
文档编号C22F1/04GK101948989SQ201010507159
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者祝和平, 陆健林 申请人:深圳市华加日西林实业有限公司