本技术涉及一种小型多功能高精度铝合金喷淋式淬火装置,属于铝合金制造。
背景技术:
1、可热处理强化铝合金需要通过高温固溶和快速冷却获得过饱和固溶体,从而实现后续时效强化效果,因此淬火工艺是铝合金制备加工过程中非常重要的一环。
2、在实验室条件下,一般采用浸入式淬火实现材料的快速冷却。然而,由于进行预拉伸等变形处理的试样或者需要开展力学性能测试的试样均需要保证淬火材料具备较大的尺寸,浸入式淬火会导造成大尺寸试样冷却不均匀,进而导致板材翘曲严重甚至开裂等问题。此外,在残余应力研究领域还存在不同温度区间内冷却速率不同的研究需求,以及制备不同残余应力水平和分布材料的需求,浸入式淬火由于其单一的可变因素,无法实现材料不同位置可调可控的冷却行为和残余应力。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服浸入式淬火过程中冷却不均匀和翘曲开裂的问题,提供一种简单而操作容易的铝合金喷淋式淬火装置,既有利于实现淬火冷却过程均匀以及避免变形开裂问题,又可以通过设备参数调整实现材料冷却过程和残余应力的可调可控。
2、为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
3、一种铝合金喷淋式淬火装置,该装置由喷淋系统、水箱、水泵、阀门和流量计组成,其中,
4、喷淋系统由支撑柱、底部支撑平板、喷嘴阵列固定侧板、试样固定侧板、试样底座和喷嘴组成;底部支撑平板上设有多处安装槽,通过该多处安装槽安装四个支撑柱、相对向的两个喷嘴阵列固定侧板、两个试样固定侧板、以及设置在两个试样固定侧板之间的试样底座;
5、水箱置于喷淋系统下方,实现喷淋过程水的循环;水泵一端接入水箱,另一端连接喷淋系统的喷嘴,为水循环提供动力;阀门安装在水泵和喷淋系统之间的通路上,用来实现水流量的调控;流量计安装在阀门和喷淋系统之间的通路上,用来实现水流量的监测。
6、其中,所述阀门和流量计用于调控喷淋过程各喷嘴的水流量,通过调整每个喷嘴所连接阀门的闭合程度,并采用流量计对调整后的水流量定量测试,实现喷嘴阵列的可控喷淋工况。
7、其中,所述支撑柱的底部焊接底板,并站立在水箱内,使得喷淋水流直接流入下部水箱内。
8、其中,所述底部支撑平板由不锈钢板材制作,厚度为5~10mm。
9、其中,每个喷嘴阵列固定侧板上加工8个喷嘴安装槽,材料为不锈钢板,相邻喷嘴安装槽孔心间距为90~110mm;安装后喷嘴表面距试样表面距离由喷嘴阵列固定侧板安装位置调整,距离为50~90mm,此时可保证试样表面喷淋工况均匀。
10、其中,所述试样固定侧板用于在喷淋过程中固定试样,使试样侧面不被喷淋,材料为不锈钢板。试样固定侧板安装在底部支撑平板上,通过安装槽调整,可实现6mm≤厚度≤76.2mm的试样的固定;试样固定侧板的一侧为固定位置安装,另一侧为可滑动位置安装,可实现60mm≤宽度≤180mm的试样固定。
11、其中,所述试样底座用于放置试样,高度优选为50~90mm。
12、其中,所述喷嘴为雾化锥形喷嘴,直径为2~6mm。
13、其中,所述水箱上面不封闭,用于储存喷淋循环水,水箱容量为1000~1500l。
14、其中,所述水泵可实现的最大水流量为10l/min,组合水泵可采用并联方式实现最大水流量设计。
15、其中,用于喷淋淬火的铝合金试样尺寸为:280mm≤长度≤350mm,60mm≤宽度≤180mm,6mm≤厚度≤76.2mm。
16、本实用新型的技术方案的优点在于:
17、本实用新型小型多功能高精度铝合金喷淋式淬火装置,可实现喷淋过程中冷却能力的调控,使喷淋的冷却能力均匀且可控,克服了试样的淬火变形和开裂的问题。进一步的,可提供个性化设计的不均匀阵列式喷淋工况,满足喷淋淬火过程调控的研究与应用需求。
1.一种铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,该装置由喷淋系统、水箱、水泵、阀门和流量计组成,其中,
2.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述支撑柱的底部焊接底板,并站立在水箱内,使得喷淋水流直接流入下部水箱内。
3.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述底部支撑平板由不锈钢板材制作,厚度为5~10mm。
4.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,每个喷嘴阵列固定侧板上加工8个喷嘴安装槽,材料为不锈钢板,相邻喷嘴安装槽孔心间距为90~110mm;安装后喷嘴表面距试样表面距离为50~90mm。
5.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述试样固定侧板安装在底部支撑平板上,通过安装槽调整,可实现6mm≤厚度≤76.2mm的试样的固定;其中一个试样固定侧板为固定位置安装,另一个试样固定侧板为可滑动位置安装,可实现60mm≤宽度≤180mm的试样固定。
6.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述试样底座用于放置试样,高度为50~90mm。
7.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述喷嘴为雾化锥形喷嘴,直径为2~6mm。
8.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述水箱上面不封闭,用于储存喷淋循环水,水箱容量为1000~1500l。
9.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,所述水泵可实现的最大水流量为10l/min。
10.根据权利要求1所述的铝合金喷淋式淬火装置,其特征在于,用于喷淋淬火的铝合金试样尺寸为:280mm≤长度≤350mm,60mm≤宽度≤180mm,6mm≤厚度≤76.2mm。