一种铝合金材质的热处理方法及设备与流程

本发明涉及铝合金材质制造技术领域，具体涉及一种铝合金材质的热处理方法及设备。

背景技术：

铝合金材质具有良好的抗腐蚀性、延展性和可塑性，铝合金材质在航天、航海、航空、交通运输、桥梁、建筑、电气、包装防腐等领域得到广泛应用。

铝合金材质属于热处理可强化的合金材质，经过时效热处理后，铝合金材质的强度得到较大提高。目前，铝合金材质热处理的规范是采用强风疾进的热循环方式进行处理，加热炉内循环风的风速达到12～16米/秒左右，进风口采用进风量较大的满通风道，为了达到加热炉对循环风的风速要求，根据加热炉的大小，单台循环风机的功率为15～110kw，铝合金材质的时效热处理温度在115℃～195℃之间，除去升温时间，保温时间需要3～36小时，保温期间加热器、循环风机等不停止工作。由于该时效方式时间过长，消耗循环风机的功率较大，且加热器不停运转以保持加热炉内恒温，造成了大量的资源浪费。

技术实现要素：

本发明针对现有的铝合金材质热处理方式造成大量资源浪费的问题，提供一种铝合金材质的热处理方法及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铝合金材质的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将铝合金材质放置加热炉内；

步骤2：启动加热装置和风机；

步骤3：设定升温时间为1～1.5小时、保温时间为1.8小时、保温温度为205℃～227℃，温度的偏差控制为±3℃～5℃；

步骤4：检测加热炉内风速是否为6～8米/秒，若否，则执行步骤5，否则执行步骤6；

步骤5：调整电机功率和风机转速；

步骤6：运行完成设定的时间后，关闭加热装置和风机；

步骤7：取出铝合金材质，自然冷却或风扇加速冷却；

步骤8：检测铝合金材质硬度是否合格；若是，则执行步骤9，否则执行步骤10；

步骤9：完成热处理；

步骤10：设置第二次时效温度为215℃～235℃，升温时间为1～1.5小时、保温时间为2小时；

步骤12：再次检测铝合金材质的硬度，若硬度不合格，则执行步骤13，否则执行步骤14；

步骤13：报废处理；

步骤14：完成热处理。

本发明的有益效果是：本申请通过控制加热炉内的温度和风速，使加热后的热风与铝合金材质充分均匀接触，既降低了所用风机的功率，同时将热处理时间由原来的最长36小时，缩短为3小时左右，热处理时间缩短了90％以上；通过提高二次时效的温度，促使铝合金材质的细晶环更加稳定，降低了铝合金材质热处理的废品率。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述步骤6中，铝合金材质在加热炉内继续静止1小时。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：当铝合金材质的厚度大于3mm时，将铝合金材质放在加热炉内继续静止保温，可使铝合金材质的细晶环更加稳定，确保硬度符合要求，同时降低了热处理的废品率。

进一步，还包括步骤11：将硬度不合格的铝合金材质放置室温下，自然时效10天。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：将现有技术中不合格产品直接报废处理改为放在室温下进行时效处理，既不浪费资源，同时可将原废品率由1％～2％降为0.01％～0.02％。

进一步，本申请还包括一种基于上述热处理方法的设备，包括加热炉，其特征在于，所述加热炉的上端部安装有加热装置，所述加热炉左侧壁的下部设有下层进风道和中层进风道。

进一步，所述加热炉与进风道相对的位置设有电机驱动的风机，所述电机的功率为2.2kw～13kw。

采用上述设备的有益效果是：通过在加热炉内设置加热装置和风机，实现对加热炉内温度和风速的精确控制，提高铝合金材质热处理后的合格率；通过采用进风量较小的下层进风道和中层进风道，降低了风机的功率和风速，使加热后的热风与铝合金材质充分均匀接触，提高铝合金材质的力学性能。

附图说明

图1为本发明热处理方法的流程图；

图2为本发明设备的结构示意图。

附图标记记录如下：加热炉100，下层进风道101，中层进风道102，加热风道103，加热装置104，电机105，风机106，温度控制仪107，铝合金材质200。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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申请的限制。此外，术语“下层”、“中层”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，一种铝合金材质的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将铝合金材质200放置加热炉100内；所述加热炉100可以为开盖升降式、活底台车式或带旁路步进式等。

步骤2：启动加热装置104和风机106；所述加热装置104可以为点火装置或电加热装置。

步骤3：设定升温时间为1～1.5小时、保温时间为1.8小时、保温温度为205℃～227℃，温度偏差控制为±3℃～5℃；热处理的时间和温度均采用自动化控制，当运行完设定的时间后，可自动关闭加热装置104和风机106，避免因人工控制易造成过时效的问题，从而保证热处理后铝合金材质的合格率。将保温温度的最低值设定为205℃，铝合金材质的强度性能可提高hw1，成品率增加。

步骤4：检测加热炉100内风速是否为6～8米/秒，若否，则执行步骤5，否则执行步骤6；当风机106启动半小时后，检测加热炉100内的风速。加热炉100内的风速通过调整风机106连接的电机105的功率，以达到风速要求，通过自动化控制装置对风速进行检测。通过将加热炉100内的风速由现有的12～16米/秒，降低为6～8米/秒，使热风与铝合金材质200充分均匀接触，避免浪费热量和时效时间，提高热处理的效果。

步骤5：调整电机105功率和风机106转速；通过调整电机功率105和风机106的转速，实现对加热炉100内风速的控制。

步骤6：运行完成设定的时间后，关闭加热装置104和风机106；

步骤7：自然冷却或风扇加速冷却，取出铝合金材质200；

步骤8：检测铝合金材质200硬度是否合格；若是，则执行步骤9，否则执行步骤10；

步骤9：完成热处理；

步骤10：设置第二次时效温度为215℃～235℃，升温时间为1～1.5小时、保温时间为2小时；

步骤12：再次检测铝合金材质200的硬度；若硬度不合格，则执行步骤13，否则执行步骤14；

步骤13：报废处理；

步骤14：完成热处理。

所述步骤6中，铝合金材质200在加热炉100内继续静止保温1小时，然后将铝合金材质200取出。当铝合金材质的厚度大于3mm以上时，关闭风机106和加热装置104后，利用加热炉100的余温对铝合金材质200进行静止处理，既节省了能源，且提高了产品的合格率。

所述步骤8中，直接检测铝合金材质200的硬度时，例如铝合金的型号为6005时，合格的硬度值为＞hw15；将铝合金材质放置1～2小时冷却后检测，合格的硬度值为＞hw17。

若进行步骤8时，检测铝合金材质200的硬度不合格，当交货时间比较宽裕的情况时，可以按照以下步骤执行：步骤11：将硬度不合格的铝合金材质200放置在室温下，自然时效10天。根据铝合金材质200的厚度，可以适当调整自然时效的时间。

一种设备，包括加热炉100，其特征在于，所述加热炉100的上端部安装有加热装置104，所述加热炉100左侧壁的下部设有下层进风道101和中层进风道102。

所述加热炉100与进风道相对的位置设有电机105驱动的风机106，所述风机106与加热炉100上部设置的加热风道103连通，温度控制仪107设置在所述加热炉100两边的任何一侧。所述电机105的功率为2.2kw～13kw。可根据加热炉100的大小选择合适的电机105。

通过将下层进风道101、中层进风道102与加热风道103组合使用，在加热炉100内形成热循环风，从而使更多的热风穿过铝合金材质200使其充分均匀加热，且避免因进风道较大，加热炉100内风速较高，导致风机106的功率较大，从而引起资源浪费的问题。将加热装置104与铝合金材质200间隔一定距离安装，避免铝合金材质200因局部过热导致不合格的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。