一种多功能铝挤压材热处理装置的制作方法

本实用新型属于材料加工技术领域，具体涉及一种多功能铝挤压材热处理装置。

背景技术：

目前，铝合金挤压材的离线固溶淬火主要采用立式炉加热+浸泡淬火方式，另外有少部分采用了卧式炉加热+喷淋淬火方式，而退火或时效则需要在另外的退火时效炉进行。

传统的立式炉加热+浸泡淬火方式，由于需要将产品立起来，其提升高度大，导致其最大提升重量只有2-5吨，其产能受到很大限制；需要挖比产品长度稍大的深井，设备基础要求高、投资大，无法满足更大长度产品的热处理需求；将产品立起和放下的过程中，容易造成产品的相互碰撞导致表面磕碰伤缺陷；需要在产品一端打孔起吊，产品加热软化后容易掉落存在很大的安全隐患；每根产品都是自由状态(未固定)，不对称的产品淬火时变形严重；需要对产品逐根打孔并起吊，无法同时兼顾产品的退火和时效功能。

而卧式炉加热+喷淋淬火方式，其装炉量可以比立式淬火炉稍大，但只能进行一层料的处理，导致其装炉量也受到一定限制；且喷淋淬火只能将淬火水喷淋到产品部分表面，异型材的产品内腔或表面被阻挡部分无法被喷到，存在产品性能均匀性差的问题；喷淋淬火时产品也是在自由状态下边移动边淬火(未固定)，不对称的产品淬火时变形严重；淬火前产品需要在高温状态从炉子内输送到炉子外的淬火段进行淬火，此时产品高温软化，而产品输送路程长，导致产品下表面与输送辊轮或料架接触部分由于运动过程中的碰撞导致表面磕碰伤缺陷；喷淋淬火需要配置耐热辊轮、高压水泵、压力传感器、阀门和水管等，设备造价高。

综上所述，传统的铝挤压材立式加热+浸泡淬火设备，存在以下缺点：

1、装炉量少、产能受到限制；

2、设备基础要求高、投资大，最大产品长度受到限制；

3、产品表面存在磕碰伤缺陷；

4、存在产品掉落的安全隐患；

5、产品变形严重；

6、无法兼顾产品退火和时效功能。

传统的铝挤压材卧式加热+喷淋淬火设备，存在以下缺点：

1、装炉量较少、产能受到限制；

2、淬火均匀性差；

3、产品变形严重；

4、产品下表面存在磕碰伤缺陷；

5、设备造价高；

6、无法兼顾产品退火和时效功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种多功能铝挤压材热处理装置，可以兼顾铝挤压材的固溶淬火、退火、时效三种功能，生产排产灵活；装炉量大、生产效率高；产品淬火变形小、表面质量好、性能均匀；热处理的产品最大长度大；不需要挖深井及喷淋装置，对设备基础要求低，投资少；操作安全可靠；能克服传统固溶淬火炉的缺点，并兼顾立式淬火炉、卧式淬火炉、时效炉火炉的优点。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能铝挤压材热处理装置，包括：

加热炉，包括炉体和炉门，所述炉门设置于炉体底面；

淬火水井，设置于加热炉正下方且与炉门正对；

提升装置，设置于加热炉上并能够升降穿过炉体、炉门进入淬火水井；

进出料轨道，位于加热炉与淬火水井之间且处于加热炉正下方，所述进出料轨道的宽度不小于加热炉宽度、且其长度不小于淬火水井长度，所述进出料轨道上设有进料小车和出料小车；所述进料小车和出料小车能够沿进出料轨道来回移动。

进一步的，所述的多功能铝挤压材热处理装置还包括用于叠放铝挤压材的料框。

进一步的，所述加热炉呈长方体状，且水平放置，长度>25m。

进一步的，所述提升装置包括至少两个电机、至少两条链条和至少两个挂钩，所述链条的一端与挂钩一一相连并且设置于加热炉两端；所述电机与链条连接并设置于加热炉的炉顶，电机用于控制链条及挂构的升降高度和速度。

进一步的，所述炉体在长度方向上包含若干个控制区，每个控制区均设置有加热元件、循环风机和控温热电偶，在加热炉的每个控制区，加热元件对该区进行加热，通过循环风机将加热元件产生的热量带入该区实现小范围热风循环，控温热电偶对该区进行实时监控测温，根据控温热电偶所测的该区实时温度值对加热元件加热功率、循环风机转速及风向进行控制，从而实现炉温分区精确控制，保证炉子在高温、中温、低温段以及升降温过程都能控制炉温均匀性，满足铝合金的固溶、淬火、时效要求。

进一步的，所述加热元件采用天然气加热或电加热。

进一步的，所述炉门通过液压伸缩机构实现前后移动开启/关闭、或上下合页式开启/关闭。

进一步的，所述淬火水井内设置有搅拌泵和水冷却装置。

进一步的，所述加热炉的炉腔最高点与淬火水井最高点之间的距离为2-6m。

有益效果：

本实用新型采用加热炉在上、淬火水井在下的方式，产品加热保温后转移到淬火水井的距离短，淬火转移时间短；采用水平放置的长方体炉型，长度方向上由多个控制区组成，炉子可以做成25米或更长，处理的产品最大长度不受限制；加热炉炉体每个控制区都设计有循环风机、加热元件、控温热电偶，可以保证整个炉子在高温、中温、低温段都能控制温度的均匀性，从而实现对铝挤压材的固溶淬火、退火、时效多种功能，生产排产灵活；产品水平叠放于料框中，且炉子到淬火水井距离短，装炉量可以达到15吨或更大，生产效率高、热利用率高；采用浸泡式淬火，产品淬火均匀性好；不对称的异型材可以借助料框进行固定，淬火变形小；产品与产品之间、产品与料框之间没有相对运动导致的磕碰伤，产品表面质量好；不需要对产品进行打孔起吊，生产效率高、操作安全可靠；不需要挖深井、不需要复杂的喷淋装置和耐热辊轮，设备投资少。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；

图中的标记：1-加热炉；2-炉门；3-淬火水井；4-进出料轨道；5-进料小车；6-出料小车；7-提升装置；8-料框。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

一种多功能铝挤压材热处理装置，如图1所示，包括：

加热炉1，呈长方体状，且水平放置；所述加热炉1包括炉体和炉门2，所述炉门2设置于炉体底面；所述加热炉1的炉体在长度方向上包含若干个控制区，每个控制区均设置有加热元件、循环风机和控温热电偶，所述加热元件采用天然气加热或电加热。在加热炉的每个控制区，加热元件对该区进行加热，通过循环风机将加热元件产生的热量带入该区实现小范围热风循环，控温热电偶对该区进行实时监控测温，根据控温热电偶所测的该区实时温度值对加热元件加热功率、循环风机转速及风向进行控制；通过对加热炉1进行各控制区的单独设定控制，能够实现加热炉1在高温、中温、低温段以及升降温过程都能控制炉温均匀性，满足铝合金的固溶、淬火、时效要求。所述炉门2通过液压伸缩机构实现前后移动开启/关闭、或上下合页式开启/关闭，实现快速开启或关闭炉门，减少淬火转移时间。

淬火水井3，设置于加热炉1的正下方且与炉门2正对；所述加热炉1的炉腔最高点与淬火水井3最高点之间的距离为2-6m，这样的设置能够使淬火转移时间短，保证了淬火效果。(注：传统立式淬火炉，炉腔最高点到淬火水井之间的距离大于料的最大长度，淬火转移时间长。如24m立式淬火炉，炉腔最高点到淬火水井之间的距离大于24m)；

所述淬火水井3内设置有搅拌泵和水冷却装置，能够实现淬火过程的水搅拌和水温控制，从而达到均匀、快速冷却的淬火效果。

提升装置7，设置于加热炉1上并能够穿过炉体、炉门2进入淬火水井3；所述提升装置7包括四个电机、四条链条和四个挂钩，所述链条的一端与挂钩一一相连并且设置于加热炉1两端；所述电机与链条的另一端连接并设置于加热炉1的炉顶，电机用于控制链条及挂构的升降高度和速度。所述提升装置7用于提升料框8；提升装置7通过单独控制每个电机的转速，分别控制加热炉1两端提升装置7的链条及挂构的下降高度和速度，从而单独控制料框8两端的下降高度和下降速度，实现料框8和产品的小角度倾斜下降和淬火，以保证淬火水能顺利进入空心型材内腔。

进出料轨道4，位于加热炉1与淬火水井3之间且且处于加热炉1正下方，所述进出料轨道4的宽度不小于加热炉1宽度、且进出料轨道4的长度不小于淬火水井3的长度，进出料轨道4从淬火水井3上穿过并延伸出淬火水井3两端，所述进出料轨道4上设有进料小车5和出料小车6；所述进料小车5和出料小车6能够沿进出料轨道4来回移动；所述进料小车5从加热炉1一侧将料框8送到加热炉下方，热处理结束后，出料小车6将料框8送出到加热炉1另一侧，从而实现进、出料互不干扰，提高加热炉1的使用效率。

以及料框8，所述料框8用于叠放铝挤压材，并且为可移动的，料框8能够放置于进料小车5和出料小车6上并通过出料轨道4进行运输。在热处理时铝合金水平叠放于所述料框8内，通过所述多功能铝合金热处理装置，实现对铝合金的固溶淬火、时效、退火等热处理功能，且装炉量大。

所述料框两侧采用三角受力结构，抗变形能力大、保证装炉量。

本实用新型既可用于铝挤压材的固溶淬火，又可用于铝挤压材的退火和时效热处理。

使用本实用新型进行铝挤压材的固溶淬火热处理流程如下：

(1)在加热炉1一侧，将铝挤压材水平叠放于料框8内，如果铝挤压材是不对称的异型材，则使用铝线等将铝挤压材固定于料框8上，避免淬火变形；

(2)将装好铝挤压材的料框8吊放在进料小车5上；

(3)进料小车5将装好铝挤压材的料框8运送到加热炉1下方；

(4)加热炉1的炉门2打开；

(5)提升装置7将装好铝挤压材的料框8提升到加热炉1内；

(6)炉门2关闭，同时进料小车5离开加热炉1下方回到原位继续装料；

(7)装好铝挤压材的料框8在加热炉1内按工艺要求加热、保温进行固溶；

(8)固溶结束后，炉门2打开；

(9)提升装置7将料框8下降到淬火水井3中淬火；如果铝挤压材是空心型材，则料框8在长度方向上以1-20度的小角度倾斜放入淬火水井3中淬火，以保证淬火水能顺利进入空心型材内腔；如果是实心产品，则不需要倾斜；

(10)淬火冷却完成后，提升装置7将料框8提起；

(11)出料小车6运动到料框8下方；

(12)提升装置7将料框8放在出料小车6上；

(13)出料小车6将料框8输送到加热炉1另一侧；

(14)将料框8从出料小车6上吊走，完成一炉料的固溶淬火；

(15)重复以上第(1)-(14)的步骤进行下一炉料的固溶淬火。

使用本实用新型进行铝挤压材的退火或时效热处理流程为：

(1)在加热炉1一侧，将铝挤压材水平叠放于料框8内；

(2)将装好铝挤压材的料框8吊放在进料小车5上；

(3)进料小车5将装好铝挤压材的料框8运送到加热炉1下方；

(4)炉门2打开；

(5)提升装置7将装好铝挤压材的料框8提升到加热炉1内；

(6)炉门2关闭，进料小车5离开加热炉1下方回到原位继续装料；

(7)装好铝挤压材的料框8在加热炉1内按工艺要求加热、保温进行退火或时效，同时出料小车6移动到加热炉1下方；

(8)退火或时效结束后，炉门2打开；

(9)提升装置7将料框8放在出料小车6上；

(10)出料小车6将料框8输送到加热炉1另一侧；

(11)将料框8从出料小车6上吊走，完成一炉料的退火或时效；

(12)重复以上第(1)-(11)的步骤进行下一炉料的退火或时效。

虽然本实用新型已以实施例揭示如上，然其并非用以限制本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。