一种铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置的制作方法

本实用新型属于铝型材热处理技术领域，涉及一种铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，尤其涉及一种适用于铝型材挤压过程中淬火速率的在线测量装置。

背景技术：

淬火是高品质铝型材的核心热处理工艺。随着铝型材的生产规格越来越宽，客户对铝型材表面质量与宽向性能均匀性的要求越来越高，沿铝型材宽度方向的冷却均匀性是影响铝型材淬火后表面质量和组织性能的重要因素，通常而言，材料在淬火热处理时的实际冷却速度需控制在一定的冷却速率，才能得到较好的固溶效果，以期保证后续时效后的力学性能满足力学性能标准要求，一般来讲材料的关键淬火温度区间都存在一个最低冷却速率的要求，高品质的铝型材不仅需要材料能良好的力学性能，同时需要兼顾其产品的直线度、扭拧度等形位尺寸应用要求，因此淬火速率并不是越高越好，尤其是对壁厚非对称的型材，在较高的淬火速率下，型材冷却过程中容易因冷却时的热应力发生扭曲、变形，严重影响其形位尺寸等产品应用要求。因此在满足关键淬火区间内最低淬火速率的前提下，型材的冷却速率越低越好。而在新产品的工艺开发过程中，其冷却速率是否足够或是过于富余，是满足客户要求和进行新产品开发及工艺优化的重要保证，传统的铝型材挤压在线淬火时仅仅凭借工程技术人员的操作经验，来确定其淬火工艺应该采用那种淬火工艺。如厚壁型材采用水冷，薄壁型材采用风冷，中厚壁型材采用水雾冷等，这种依靠经验的方式并未充分实现挤压在线淬火冷却设备的潜力，既不系统，也不科学。

铝型材淬火过程中温度变化直接影响淬后铝型材组织性能及良好形位尺寸，因此在线连续准确测量铝型材淬火过程中，温度是生产合格产品和进行新工艺开发及优化的重要保证。在铝型材在线淬火热处理工艺流程中，在线温度测量系统需随铝型材一起连续运动，监控其实现淬火过程的实时温度变化情况，同时避免划伤型材的表面。当前在实际生产中，冷却设备通常都是保证型材密封在冷却箱内，冷却装置与铝型材保持相对较近的距离，对型材进行风冷、水冷等在线淬火。这种密闭的空间给铝型材淬火过程的实际温度在线跟踪测定带来困难，故需要寻求解决该问题的方法，实现对铝型材高速挤压后淬火过程的温度测定，以准确控制温度、风速、冷却水量及冷却水压力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型为了解决挤压后铝型材在线淬火过程中，在线温度检测装置不能实时监测铝型材表面温度的问题，提供一种铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置。

为达到上述目的，本实用新型提供一种铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，包括架板、固定安装在架板上的温度记录仪和与温度记录仪导线连接的电偶丝，电偶丝远离温度记录仪的一端分别连接有正负两个热电偶丝探头，温度记录仪内部安装有为温度记录仪供电的蓄电池，温度记录仪远离电偶丝的一端端部安装有防水密封套，密封套外侧安装有将温度记录仪所检测数据导出的USB插口，架板的底部均匀固定安装有四个垫块，每个垫块的前后侧开设有用于穿设铁丝的通孔，每个垫块的外侧安装有将铁丝固定的第三紧固件，温度记录仪外侧的架板四角上穿设有用来调节架板与待检测铝型材表面距离的第二紧固件。

进一步，温度记录仪和架板通过第一紧固件固定，第一紧固件包括贯穿温度记录仪和架板的第一螺栓和螺纹连接在第一螺栓两端的第一螺母。

进一步，第二紧固件包括下端为圆头的第二螺栓和螺纹连接在第二螺栓上的第二螺母。

进一步，电偶丝外侧安装有电偶插头，正负热电偶丝探头分别从电偶插头中穿出，正负热电偶丝探头与电偶插头连接处设置有防止水流倒流至电偶插头的密封圈。

进一步，电偶插头可拆卸安装在对应的第二螺母表面。

进一步，第三紧固件为第三螺栓，与第三螺栓相配合的垫块上开设有与第三螺栓上螺纹相匹配的内螺纹，第三螺栓与垫块螺纹连接。

进一步，正热电偶丝探头为含铬10％的镍铬合金，负热电偶丝探头为含硅3％的镍硅合金。

进一步，密封套螺纹连接在温度记录仪内侧。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所公开的铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，架板的底部均匀安装四个带通孔的垫块，铁丝从垫块的通孔穿出后绑在挤压后的铝型材上，这样将整个冷却速率在线测试装置固定在刚挤压出的铝型材上，通过电偶丝上的热电偶探头实时检测铝型材的温度变化。电偶丝外侧安装电偶插头，电偶插头能够加强测量过程中电偶丝的刚性，防止电偶丝接触变形，正负热电偶丝探头分别从电偶插头中穿出，能够确保热电偶探头不提前接触形成回路，导致未能检测到型材的实际温度。铁丝的形状可以手动调节，使其可根据铝型材实际的外形轮廓进行仿形固定处理，这样可以使得该冷却速率在线测量装置适应各种规格的铝型材，增加冷却速率在线测量装置的适用性，同时通过铁丝将测试装置固定在铝型材上，也能防止高速空气淬火或者高压水流淬火时，将测试装置吹走，偏离铝型材的检测位置。

2、本实用新型所公开的铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，电偶丝前端的正负热电偶丝探头与待检测铝型材的表面相抵，铝型材内部与电偶丝之间形成一个闭合回路，正负热电偶丝探头之间的温度信号通过电偶丝转换成被测铝型材的温度，记录在温度记录仪中，温度记录仪中测量后的数据可以通过USB插口导入电脑，通过分析计算得出淬火关键温度区间铝型材的冷却速度。这种通过电偶丝测量铝型材冷却速度的方式，能够准确了解挤压时不同工艺设计其对应的铝型材在线淬火的实际冷却速度，根据其实际测定的在线淬火速率可进行定量分析，对挤压冷却工艺进行适当调整，防止冷速速率过大，铝型材在线淬火时热应力较大导致产品的直线度、扭拧度等形位尺寸不良，同时也可防止冷却速率过小，铝型材在关键淬火区间的冷却速率不够，造成产品的力学性能不满足标准规定的要求。

3、本实用新型所公开的铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，温度记录仪外侧的架板四角上穿设用来调节架板与待检测铝型材表面距离的第二紧固件，第二紧固件包括下端为圆头的第二螺栓和螺纹连接在第二螺栓上的第二螺母，通过第二螺栓和第二螺母的配合能够调节架板与铝型材之间的距离，防止架板下方的垫块直接贴在铝型材表面，划伤型材表面。温度记录仪远离电偶丝的一端端部安装有防水密封套，该密封套与温度记录仪螺纹连接，能够防止水进入温度记录仪中，损坏温度记录仪。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置的侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

说明书附图中的附图标记包括：

电偶插头1、热电偶丝探头2、密封圈3、温度记录仪4、第一紧固件5、第二紧固件6、垫块7、通孔8、第三紧固件9、架板10、密封套11、电偶丝12、铁丝13。

如图1～2所示的铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置，包括铝材质的架板10、固定安装在架板10上的温度记录仪4和与温度记录仪4导线连接的电偶丝12，温度记录仪4和架板10通过第一紧固件5固定，第一紧固件5包括两个贯穿温度记录仪4和架板10的第一螺栓和螺纹连接在第一螺栓两端的第一螺母。第一螺栓穿过温度记录仪4和架板10后，将第一螺母固定旋拧在温度记录仪4和架板10外侧的第一螺栓上，实现温度记录仪4与架板10的固定。

电偶丝12右端分别连接有正负两个热电偶丝探头2，正热电偶丝探头2为含铬10％的镍铬合金，负热电偶丝探头2为含硅3％的镍硅合金。电偶丝12外侧安装有带密封圈3的电偶插头1，正负热电偶丝探头2分别从电偶插头1上的密封圈3穿出，密封圈3能够防止水流倒流至电偶插头1内。同时电偶插头1能够加强测量过程中电偶丝12的刚性，防止电偶丝12接触变形，正负热电偶丝探头2分别从电偶插头1中穿出，能够确保热电偶探头2不提前接触形成回路，导致未能检测到型材的实际温度。电偶插头1可拆卸安装在对应的架板10四角的第二螺母表面。电偶插头1的下部可以安装一个弯曲的弹簧片，利用弹簧片的伸缩性，弹簧片受力时可自适应轻微变形调整位置，通过弹簧片将电偶插头1固定在对应的第二螺母表面，进而将电偶丝12固定在架板10上，防止铝型材淬火过程中，电偶丝12上的正负热电偶探头来回摆动，影响铝型材表面温度的检测准确性。

温度记录仪4内部安装有为温度记录仪4供电的蓄电池，温度记录仪4左端端部安装有防水密封套11，密封套11螺纹连接在温度记录仪4内侧。密封套11外侧安装有将温度记录仪4所检测数据导出的USB插口，电偶丝12将铝型材表面温度检测后，可以将数据传递至温度记录仪4中储存，通过USB插口将数据传输至电脑进行分析。

架板10的底部均匀固定安装有四个垫块7，每个垫块7的前后侧开设有用于穿设铁丝13的通孔8，每个垫块7的外侧安装有将铁丝13固定的第三紧固件9，第三紧固件9为第三螺栓，与第三螺栓相配合的垫块7上开设有与第三螺栓上螺纹相匹配的内螺纹，第三螺栓与垫块7螺纹连接。将铁丝13从垫块7的通孔8穿出后固定在刚挤压处的铝型材上，通过铁丝13固定的方式能够适应不同形状的型材。温度记录仪4外侧的架板10四角上穿设有用来调节架板10与待检测铝型材表面距离的第二紧固件6，第二紧固件6包括下端为圆头的第二螺栓和螺纹连接在第二螺栓上的第二螺母，通过调节第二螺栓旋拧出架板10的深度能够调节架板10与待检测铝型材表面之间的距离，防止架板10下方的垫块7碰触至待检测铝型材表面，对型材表面进行划伤，影响产品的表面质量。

该铝型材在线淬火的冷却速率在线测量装置使用时，首先将铁丝13从垫块7的通孔8中穿出，调整铁丝13的长度和弯曲度，通过铁丝13将整个在线测试装置固定在待检测的铝型材表面，防止高速风冷或者高压水冷时，在线测试装置从铝型材表面吹走，偏离铝型材的检测位置。然后将电偶丝12检测端的正负热电偶丝探头2与待检测铝型材表面接触，开启温度记录仪4并将温度记录仪4的尾端密封，防止水进入温度记录仪4。在线测试装置随着铝型材的不断淬火，电偶丝12将检测到的温度数据不断传输至温度记录仪4，测量完成后，通过温度记录仪4后端的USB插口将温度记录仪4与电脑连接，进而实时监测淬火过程中铝型材的冷却速度，这种通过电偶丝12测量铝型材冷却速度的方式，这样能够精确控制挤压后铝型材的冷却速度，确保铝型材的力学性能和形位尺寸。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。