专利名称：一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金型材的生产技术领域，特别涉及一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺及实现该种工艺所需要的设备。
背景技术：
目前型材、棒材或排材的加工工艺主要包括步骤Sll :铸锭加热，S12 :挤压，S13 自然冷却，S14 :型材毛坯加热，S15 :淬火，S16 :矫直，S17 :时效热处理，然后经过成品验收并进行包装后制成最终产品，如附图I中所示。铸锭加热是将待加工的合金铸锭加热到一定的温度，如520°C左右，使合金铸锭软化，挤压即挤压成型，是指将经过加热软化的合金铸锭放入成型模中，通过挤压机的挤压使得合金铸锭被挤压成所需要的型材棒材或排材毛坯，挤压完成后需要将毛坯在自然界中进行自然冷却，为了达到型材的表面硬度要求，还需要进行毛坯的淬火，在淬火前需要将合金毛坯在淬火炉中加热到一定温度，然后浸入冷却液中进行淬火，淬火过程中可能导致合金毛坯发生微小的形变，这就需要通过矫直工艺进行矫正，为了保持型材的硬度和强度的稳定性，还需进行时效处理，经过时效处理后的型材、棒材或排材再经过成品验收即可进行包装并交货了。目如的加工工艺中合金型材、棒材或排材在挤压工序完成之后的毛还没有直接进行淬火，而是冷却到室温之后再进行加热淬火，这不仅导致了工序的繁琐，不利于生产效率的提高，同时还由于对合金毛坯重复加热，造成了大量的能源浪费，导致了生产成本的提闻。因此，如何找到一种有利于提高生产效率并节约能源，降低生产成本的合金型材、 棒材或排材的生产工艺，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺，以实现提高生产效率，节约能源，降低合金型材棒材或排材的生产成本的目的。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺，所述合金型材、合金棒材或合金排材为可通过热处理工艺进行强化的合金型材、合金棒材或合金排材，包括步骤I):合金铸锭加热，将合金铸锭加热至挤压温度区间，所述挤压温度区间的下限温度低于所述合金铸锭的淬火温度的下限值，且差值为5-20°C，所述挤压温度区间的上限温度低于所述合金淬火温度的上限值，且差值为5-20°C ；2):挤压，将经过加热的合金铸锭通过挤压制成毛坯，并使其温度上升至淬火温度区间；3):在线淬火，将步骤2)制的处于淬火温度区间的毛坯直接放入淬冷介质中进行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。
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优选的，在步骤I)和步骤2)之间还包括步骤11):保温，对经过合金铸锭加热工序的合金铸锭进行保温10-100分钟。优选的，在上述生产工艺中步骤3)之后还包括步骤4):矫直，对经过在线淬火工序的合金型材、合金棒材或合金排材的形变进行矫正。优选的，在上述生产工艺中所述步骤4)之后还包括步骤5):时效处理，将经过矫直工序的合金型材、合金棒材或合金排材进行时效处理。优选的，在上述生产工艺中还包括步骤31):在线拉伸，在所述毛坯在线淬火的同时进行在线拉伸。优选的，所述的合金型材为铝合金型材，合金棒材为铝合金棒材，合金排材为铝合金排材。优选的，所述的铝合金型材为2014T6铝合金型材、6A02T6合金型材、2219T6铝合金型材或6061T6铝合金型材。优选的，在上述生产工艺中所述的淬冷介质为水或油。本发明的另一目的还在于提供一种实现上述工艺的合金型材生产设备，该设备包括铸锭加热炉，所述铸锭加热炉用于合金铸锭的加热；挤出机，所述挤出机与所述铸锭加热炉相连，用于将所述铸锭加热炉中加热后的合金铸锭在模具中挤出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介质，且所述淬火槽设置于所述模具的型材出口端，用于将所述的毛坯直接淬火。优选的，在上述设备中所述的淬冷介质为水或油。从上述的技术方案可以看出，本发明通过采用在线淬火的生产工艺，利用合金铸锭在进行挤压成型后处于高温状态的特点，其温度处于合金的淬火温度范围，因而在挤压工艺之后直接进行淬火工艺，这就省去了再次对合金毛坯进行加热并淬火的工艺，精简了工艺过程，缩短了生产时间，提高了生产效率，同时由于节省了再次对合金毛坯进行加热而耗费的大量能源，从而也降低了生产成本。
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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I为现有技术中合金型材、合金排材或合金棒材的生产工艺流程图；图2为本发明实施例提供的合金型材、合金排材或合金棒材生产工艺流程图。
具体实施例方式本发明实施例公开一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺，以实现提高生产效率，节约能源，降低合金型材生产成本的目的。同时本发明还公开了一种实现上述工艺的生产设备。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。请参考附图2，图2为本发明实施例提供的合金型材、合金排材或合金棒材生产工艺流程图。 本发明实施例提供的合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺使得合金型材合金棒材或合金排材的生产工艺精简化，提高生产效率，并且节省能源，降低生产成本，其包括步骤SI :合金铸锭加热将合金铸锭加热至挤压温度，所述挤压温度的下限温度低于淬火温度的下限， 且差值为5-20°C，所述挤压温度的上限温度低于淬火温度的上限，且差值为5-20°C ;如， 2014T6铝合金排材、2014T6铝合金棒材、2014T6铝合金型材的淬火温度为495-505°C，因而挤压温度为475-485°C。步骤S2 :挤压将经过加热软化的合金铸锭通过在模具中利用挤压机挤压制成毛坯；步骤S3 :在线淬火将上述步骤制成的处于淬火温度区间内的毛坯直接放入淬冷介质中进行淬火制成合金型材合金棒材或者合金排材。上述实施例中的合金型材、合金棒材或者合金排材可通过热处理工艺进行强化， 其中步骤S3中的淬冷介质可以为水，油或者其他可以进行金属合金淬火的冷却介质，在本发明中不对其进行具体限制，毛坯的温度控制可以由挤压速度和铸锭的加热温度调整，合金铸锭由加热过程温度上升至挤压温度，挤压温度上限和下限一般分别比其淬火温度的上限和下限低5-20°C，合金铸锭在挤压的过程中温度上升至淬火温度，从而使得毛坯的温度符合淬火要求。由以上技术方案可以发现，本发明中的合金型材、棒材和排材的生产工艺比现有技术的生产工艺省去了自然冷却和型材毛坯加热的工序，而是在经过合金挤出成型工序之后直接进行淬火工序，因为由挤压工序产出的毛坯仍处于高温状态，其温度处于淬火温度范围内，利用毛坯本身的高温进行在线淬火，不仅可以简化生产工艺，缩短生产时间，同时还能节省用于毛坯加热的大量能源，有效降低生产成本。为了进一步优化本发明所提供的技术方案，本实施例中在步骤SI和步骤S2之间还包括步骤Sll :保温,对经过合金铸锭加热工序的合金铸锭进行保温10-100分钟。在淬火的过程中，由于温度的快速降低，可能导致毛坯的形状发生变化，为了保证合金型材、合金棒材或者合金排材的质量，本实施例中优选的在步骤S3之后还包括步骤S4 :矫直对经过在线淬火工序的合金型材、合金棒材或者合金排材的形变进行矫正。经过在线淬火的工序之后，合金型材、合金棒材或者合金排材的表面硬度和强度都有所提高，为了将该性能保持下去，本实施例中优选的加入了步骤S5 :时效处理将经过矫直工序的合金型材、合金棒材或者合金排材保持室温存放，或者在较高的温度下进行存放，以消除残余应力，稳定成品的组织结构和尺寸。
为了进一步优化本发明所提供的技术方案，以进一步减小在在线淬火过程中毛坯的形变量，本实施例中还包括步骤S31 :在线拉伸，在所述型材毛坯、棒材毛坯或者排材毛坯在线淬火的同时进行在线拉伸。这样可以在淬火的过程当中对型材毛坯进行适当的拉伸，以保持其形状的稳定， 减少在淬火过程中可能发生的不可预期的形变。铝合金具有优异的力学性能，其可塑性强，质量轻便，因此本实施例中的合金为铝合金，所述的合金型材、合金棒材和合金排材分别为铝合金型材铝合金棒材和铝合金排材。 更进一步的本实施例中的铝合金型材的状态为T6，具体为2014T6铝合金型材、6A02T6合金型材、2219T6铝合金型材或6061T6铝合金型材。其中2014T6铝合金型材的淬火温度为 495-505°C,6A02T6合金型材的淬火温度为500-505°C，2219T6铝合金型材的淬火温度为 530-540°C,6061T6铝合金型材的淬火温度为515_550°C，由于铝合金铸锭的加热温度一般在470°C左右，因而经过挤压工序之后其温度就上升至上述合金的淬火温度范围内，完全可以进行淬火操作。对于T4状态的厚度不大于50mm的排材和型材，以及直径不大于60mm的棒材采用该工艺效果也非常明显。本实施例中的淬冷介质优选的采用水，以降低生产成本， 同时淬冷介质还可以采用油或者其他可实现毛坯淬火的冷却介质。本发明实施例同时还公开了一种可实现上述工艺的合金型材、合金棒材或合金排材的生产设备，该设备包括铸锭加热炉，所述铸锭加热炉用于合金铸锭的加热；挤出机，所述挤出机与所述铸锭加热炉相连，用于将所述铸锭加热炉中加热后的合金铸锭在模具中挤出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介质，且所述淬火槽设置于所述模具的出口端，用于将所述的毛坯直接淬火。合金铸锭在铸锭加热炉中加热到合适的温度之后，转入所述的挤出机当中，由挤出机对上述合金铸锭在模具中挤出成型材毛坯、棒材毛坯或排材毛坯，型材毛坯、棒材毛坯或排材毛坯此时处于高温状态，设置于模具出料口一端的淬火槽中的淬冷介质直接对上述毛还进行淬火。与现有技术的生产设备相比，本发明中的设备省去了加热炉，并将淬火槽直接设置于模具的出料口一端，在保证合金型材、合金棒材或合金排材的淬火质量的同时有效降低了设备投入成本。为了进一步降低生产成本，本实施例中的淬冷介质优选的采用通用的水或油。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺，所述合金型材、合金棒材或合金排材为可通过热处理工艺进行强化的合金型材、合金棒材或合金排材，其特征在于，包括步骤1):合金铸锭加热，将合金铸锭加热至挤压温度区间，所述挤压温度区间的下限温度低于所述合金铸锭的淬火温度区间的下限值，且差值为5-20°C，所述挤压温度的上限温度低于所述合金铸锭的淬火温度的上限值，且差值为5-20°C ；2):挤压，将经过加热的合金铸锭通过挤压制成毛坯，并使其温度处于淬火温度区间；3):在线淬火，将步骤2)得到的温度处于淬火温度区间的毛坯直接放入淬冷介质中进行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。
2.根据权利要求I所述的生产工艺，其特征在于，在步骤I)和步骤2)之间还包括步骤 11):保温，对经过合金铸锭加热工序的合金铸锭进行保温10-100分钟。
3.根据权利要求I所述的生产工艺，其特征在于，在步骤3)之后还包括步骤4) 矫直，对经过在线淬火工序的合金型材、合金棒材或合金排材的形变进行矫正。
4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，在所述步骤4)之后还包括步骤5) 时效处理，将经过矫直工序的合金型材、合金棒材或合金排材进行时效处理。
5.根据权利要求I所述的生产工艺，其特征在于，还包括步骤31):在线拉伸，在所述毛坯在线淬火的同时进行在线拉伸。
6.根据权利要求I所述的生产工艺，其特征在于，所述的合金型材为铝合金型材，合金棒材为铝合金棒材，合金排材为铝合金排材。
7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述的铝合金型材为2014T6铝合金型材、6A02T6铝合金型材、2219T6铝合金型材或6061T6铝合金型材。
8.根据权利要求I所述的生产工艺，其特征在于，所述的淬冷介质为水或油。
9.一种合金型材生产设备，其特征在于，包括铸锭加热炉，所述铸锭加热炉用于合金铸锭的加热；挤出机，所述挤出机与所述铸锭加热炉相连，用于将所述铸锭加热炉中加热后的合金铸锭在模具中挤出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介质，且所述淬火槽设置于所述模具的出口端，用于将所述的毛坯直接淬火。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述的淬冷介质为水或油。
全文摘要
本发明公开了一种合金型材、合金棒材或合金排材的生产工艺，包括步骤合金铸锭加热；挤压，经过加热软化的合金铸锭通过挤压制成毛坯；在线淬火，将上述步骤制成的毛坯直接放入淬冷介质中进行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。与现有的生产工艺相比，本发明所提供的生产工艺将现有技术中的毛坯经过自然冷却后再重新加热淬火的方式用在线淬火的工艺替换，即直接利用毛坯本身的高温进行淬火，这不仅简化了工艺过程，提高了生产效率，同时节省了再次对毛坯加热的大量能源，降低了生产成本，本发明同时还公开了实现上述工艺的生产设备。
文档编号C22F1/04GK102586560SQ201210067340
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者严其良 申请人:西南铝业(集团)有限责任公司