一种铝合金应力循环强化装置的制作方法

1.本实用新型涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种铝合金应力循环强化装置。


背景技术：

2.铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
3.铝合金及其加工材料具有一系列优良特性，如密度小、比强度和比钢度高、弹性好、抗冲击性能优良、耐腐蚀、高导电和导热性、加工成形性良好以及可回收利用等，因此成为轻量化首选的金属材料。铝材已经成为航空航天和现代交通运输轻量化、高速化的关键材料，已部分代替钢铁而成为工业和社会的基础材料。
4.铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属ai
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cu
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mg系，一般含有少量的mn，可热处理强化.其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属al
‑
cu
‑
mg
‑
zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是al
‑
zn
‑
mg
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si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。
5.2xxx系(al
‑
cu基)铝合金经热处理后可生成弥散分布的时效强化相，对基体产生强化作用，属于可热处理强化型铝合金，该系列铝合金主要靠时效过程中从过饱和固溶体中析出沉淀相来达到强化。其热处理制度主要包括400
‑
500℃固溶处理、淬火至室温、100
‑
200℃人工时效7
‑
24h并空冷至室温，al2cu是主要强化相，使合金强化。
6.由于人工时效热处理时间较长，能耗较大；且时效热处理过程会在组织的晶界附近形成“无沉淀析出区”，此区域处溶质原子贫瘠，且强度较晶内基体弱，可对铝合金的疲劳、拉伸和腐蚀性能造成不良影响。
7.因此，亟需设计出一种用于室温应力循环强化的装置，以解决人工时效所面临的技术问题。


技术实现要素：

8.本实用新型为了解决上述的技术问题，提供一种铝合金应力循环强化装置，通过应用周期性变化的室温循环应力控制铝合金型材的微尺度变化，在组织中产生大量空位，帮助铝合金组织中的原子在室温下扩散，调控超细(1至2nm)溶质团的动态析出，大量的超细原子团的析出可强烈阻碍位错的运动，达到强化合金的目的，可代替工人时效处理，且耗时短，能耗小。
9.为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
10.一种铝合金应力循环强化装置，应力循环强化装置包括有设置在中部的应力强化
工作台，应力强化工作台的两侧设置有辅助工作台，辅助工作台的两侧设置有斜面输送工作台；应力强化工作台和辅助工作台的正上方设置有工作台罩，应力强化工作台的内部安装有加热工作台，加热工作台的两侧设置有环形冷却水管，环形冷却水管上部的工作台罩上设置有温度传感器，温度传感器的侧部设置有抽风装置，所述工作台罩的内壁面上安装有保温隔热层；应力强化工作台上部设置有铝合金工件，铝合金工件的正上方设置有液压应力工作台，液压应力工作台上端连接有工作台连接杆，工作台连接杆的上端连接有多级液压杆。
11.作为优选的，辅助工作台的内部和上部安装有四个主动转动辊，上排的主动转动辊与下排的主动转动辊异向转动。
12.作为优选的，液压应力工作台内部安装有压力传感器，压力传感器正对应力强化工作台。
13.作为优选的，工作台连接杆与工作台罩的连接处开设有连接杆贯穿孔，连接杆贯穿孔的上下表面设置有连接杆密封圈。
14.作为优选的，工作台连接杆贯穿过连接杆贯穿孔以及连接杆贯穿孔上下面的连接杆密封圈。
15.作为优选的，工作台罩的两端开设有工件进出口，工件进出口上设置有活动密封板。
16.作为优选的，液压应力工作台对铝合金工件施加应力的大小设置为0～600mpa。
17.作为优选的，液压应力工作台对铝合金工件施加应力的周期为100～1500周。
18.作为优选的，液压应力工作台对铝合金工件施加应力的频率设置为0.002hz～20hz。
19.本实用新型的有益效果：本实用新型设计的铝合金应力循环强化装置通过在密闭的工作罩内由多级液压杆进行循环应力强化通过全自动输送和室温维持，保证工作环境稳定可靠，在装置内可同时进行热应力时效处理和循环应力强化处理，通过不同温度下热应力人工时效与室温下应力循环强化的双重操作，通过应用周期性变化的室温循环应力控制铝合金型材的微尺度变化，在组织中产生大量空位，帮助铝合金组织中的原子在室温下扩散，调控超细(1至2nm)溶质团的动态析出，大量的超细原子团的析出可强烈阻碍位错的运动，达到强化合金的目的，可代替工人时效处理，且耗时短，能耗小，有利于提高铝合金的时效处理效果，显著地提高铝合金的强度和韧性，设备设计简单，操作简便，具有良好的实用性和创造性。
附图说明
20.图1为本实用新型的铝合金应力循环强化装置整体结构示意图。
21.图中：1、应力强化工作台；2、辅助工作台；3、斜面输送工作台；4、工作台罩；5、主动转动辊；6、从动转动辊；7、压力传感器；8、液压应力工作台；9、工作台连接杆；10、多级液压杆；11、连接杆密封圈；12、环形冷却水管；13、抽风装置；14、温度传感器；15、保温隔热层；16、铝合金工件；17、工件进出口；18、活动密封板。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.由图1所示，一种铝合金应力循环强化装置，应力循环强化装置包括有设置在中部的应力强化工作台1，应力强化工作台1的两侧设置有辅助工作台2，辅助工作台2的两侧设置有斜面输送工作台3。
24.进一步地，应力强化工作台1和辅助工作台2的正上方设置有工作台罩4，所述应力强化工作台1的内部安装有加热工作台6，加热工作台6的两侧设置有环形冷却水管12，环形冷却水管12上部的工作台罩4上设置有温度传感器14，温度传感器14的侧部设置有抽风装置13，所述工作台罩4的内壁面上安装有保温隔热层15。
25.进一步地，应力强化工作台1上部设置有铝合金工件16，铝合金工件16的正上方设置有液压应力工作台8，液压应力工作台8上端连接有工作台连接杆9，工作台连接杆9的上端连接有多级液压杆10。
26.更进一步地，辅助工作台2的内部和上部安装有四个主动转动辊5，上排的主动转动辊5与下排的主动转动辊5异向转动。
27.更进一步地，液压应力工作台8内部安装有压力传感器7，压力传感器7正对应力强化工作台1。
28.更进一步地，工作台连接杆9与工作台罩4的连接处开设有连接杆贯穿孔，连接杆贯穿孔的上下表面设置有连接杆密封圈11。
29.更进一步地，工作台连接杆9贯穿过连接杆贯穿孔以及连接杆贯穿孔上下面的连接杆密封圈11。
30.更进一步地，工作台罩4的两端开设有工件进出口17，工件进出口17上设置有活动密封板18。
31.更进一步地，液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的大小设置为386mpa。
32.更进一步地，液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的周期为1500周。
33.更进一步地，液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.2hz。
34.实施例2
35.本实施例与实施例1的不同之处在于：
36.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的大小设置为307mpa。
37.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的周期为1200周。
38.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.02hz。
39.实施例3
40.本实施例与实施例1的不同之处在于：
41.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的大小设置为452mpa。
42.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的周期为1000周。
43.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.2hz。
44.实施例4
45.本实施例与实施例1的不同之处在于：
46.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.5hz。
47.实施例5
48.本实施例与实施例1的不同之处在于：
49.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.02hz。
50.实施例6
51.本实施例与实施例2的不同之处在于：
52.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.2hz。
53.实施例7
54.本实施例与实施例3的不同之处在于：
55.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.5hz。
56.实施例8
57.本实施例与实施例3的不同之处在于：
58.液压应力工作台8对铝合金工件16施加应力的频率设置为0.02hz。
59.本实用新型设计的铝合金应力循环强化装置通过在密闭的工作罩内由多级液压杆进行循环应力强化通过全自动输送和室温维持，保证工作环境稳定可靠，在装置内可同时进行热应力时效处理和循环应力强化处理，通过不同温度下热应力人工时效与室温下应力循环强化的双重操作，通过应用周期性变化的室温循环应力控制铝合金型材的微尺度变化，在组织中产生大量空位，帮助铝合金组织中的原子在室温下扩散，调控超细(1至2nm)溶质团的动态析出，大量的超细原子团的析出可强烈阻碍位错的运动，达到强化合金的目的，可代替工人时效处理，且耗时短，能耗小，有利于提高铝合金的时效处理效果，显著地提高铝合金的强度和韧性，设备设计简单，操作简便，具有良好的实用性和创造性。
60.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。