CN101407853B - 一种适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备 - Google Patents

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Abstract

一种适用于铝合金超厚板淬透性检测用的的淬火设备，包括：用于夹持工件的夹持环，该夹持环具有可调节的夹持开口；保温室，位于夹持环之下，其具有上、下通口，其中部为用以装入工件的空心结构，其上通口与夹持环的夹持开口相对；箱体，支撑于保温室，箱体顶部开口，该开口与保温室的下通口相对，该开口并设有可开闭的水流快速通断挡板，在该箱体的下部设有淬火水流喷嘴，该淬火水流喷嘴与箱体顶部开口相对；机械泵，该机械泵的出水口通过管道与淬火水流喷嘴相连接。该设备构造简单，易于操作，检测误差小。

Description

一种适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备
技术领域
本发明涉及一种铝合金超厚板淬透性检测用淬火设备。
技术背景
铝合金板材是飞机制造中不可缺少的材料之一。按板带厚度分类，铝合金板材可以分为厚板、中厚板、薄板以及铝箔。铝合金板材的这种分类，并没有一个严格的定义。一般的，厚度小于0.2mm的板材称为铝箔，厚度为0.2～5.0mm的称为薄板，厚度为5.0～8.0mm的称为中厚板，而把厚度大于8.0mm的板材称为厚板，习惯上则把厚度大于40mm的板材称为超厚板。航空航天工业的发展，对2xxx系高强铝合金和7xxx系超高强铝合金提出了越来越高的性能和组织要求，合金板材的厚度也越来越厚。随着合金板材厚度的增加，铝合金材料遇到了淬透性的问题。铝合金的淬透性对铝合金的性能具有重要的影响，也直接影响飞机服役期间的安全问题。目前针对铝合金的淬透性研究还没有一个统一的国家标准或者行业标准，一般都是借鉴钢的淬透性研究方法，即端淬法，且没有适用于铝合金，特别是高强和超高强铝合金的淬透性研究的淬火设备。因此研制一种适用于铝合金淬透性研究的淬火设备对于提高合金板材性能具有重要意义。
目前，对于铝合金超厚板淬透性的研究报道较少，也没有适应于高强铝合金超厚板淬透性研究的淬火设备的国家标准可以遵循。
发明内容
本发明的目的在于提供一种构造简单、易于操作、检测误差小的适用于铝合金超厚板淬透性检测的淬火设备。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，该设备包括以下几个组成部分：
用于夹持工件的夹持环，该夹持环具有可调节的夹持开口；
保温室，位于夹持环之下，其具有上、下通口，其中部为用以装入工件的空心结构，其上通口与夹持环的夹持开口相对；
箱体，支撑于保温室，箱体顶部开口，该开口与保温室的下通口相对，该开口并设有可开闭的水流快速通断挡板，在该箱体的下部设有淬火水流喷嘴，该淬火水流喷嘴与箱体顶部开口相对；
机械泵，该机械泵的出水口通过管道与淬火水流喷嘴相连接。
使用时，机械泵的进水口与水箱的出水口接通，以接通水源。
其中，所述的夹持环是采用螺栓固定在保温室上，夹持环是由大小不同的夹持开口组成系列的数个夹持环，利用拆装螺栓的方法更换夹持环，通过更换不同夹持开口的夹持环以调节夹持环的夹持开口的大小。所述的保温室的作用是，防止合金在淬火过程中的周边温度散失，影响对合金淬透性的检测。所述的水流通断挡板的作用是，控制水流在淬火过程中的快速通断。所述的机械泵是将水箱中的水输送到淬火水流喷嘴进行对工件的喷水，并且利用机械泵将水流增压的一定压力，以满足淬火需要。
在本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备中，在所述的箱体内的箱体顶部开口的四周设有防水流侧溅挡板，该防水流侧溅挡板为喇叭形，其小口与箱体顶部开口相接，其大口与淬火水流喷嘴相对。所述的防水流侧溅挡板的作用是，防止在淬火过程中有水流侧溅到工件周边，影响最终对合金淬透性的检测和评估。防水流侧溅挡板的锥形口的小口的直径和夹持环的直径等级对应，因此防水流侧溅挡板是可以更换的，通过防水流侧溅挡板的更换以适用于不同直径的淬火工件。
在本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备中，在所述的与淬火水流喷嘴相接的管道上设有控制喷嘴水流量大小的阀门。通过调节阀门的大小以控制喷嘴水流量的大小，可以实现不同水流速度淬火，从而控制工件淬火工艺。
在本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备中，所述的夹持环的可调节的夹持开口为圆形，所述的保温室的空心结构的形状为圆柱形，其上、下通口分别与圆柱形的两个圆面相对，也为圆形。
在本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备中，所述的夹持环的可调节工件的直径范围为30mm～150mm。数个夹持环系列可分为30mm，50mm，70mm，90mm，110mm，130mm和150mm七个等级，对应于不同直径尺寸的淬火样品工件，夹持环可以更换且不局限于上述尺寸等级。
在本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备中，所述的保温室为圆筒状的金属制成，其金属圆环外壁或内壁上，或金属圆环壁内的夹套中设有由保温棉或石棉的保温耐火材料制成的保温层。
可开闭的水流快速通断挡板可以是一铁板或者其它能够阻挡水流通过的材料制成。
本发明设备特别适用于2000系和7000系铝合金淬透性检测，但不局限于上述两种系列的铝合金。并且，所检测的铝合金超厚板的厚度为大于40mm的板材。
本发明的一种适用于铝合金超厚板淬透性检测的淬火设备的优点在于：
(1)该设备构造简单，易于操作，检测误差小；
(2)充分考虑铝合金材料散热性能好的特点，有效的防止了由于散热引起的淬透性检测误差；
(3)淬火用的水流带有增压设备(机械泵)及阀门，可以调节冲击到淬火件端面的水流量，从而满足检测水流量对淬透性的影响的需求。
附图说明
图1是铝合金淬透性检测用的淬火设备示意图。
图2是从超厚板上截取淬火样品的示意图。
图3是将截取的样品加工成淬火工件的示意图。
具体实施方式
本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备如图1所示，该设备结构组成如下：用于夹持工件1的夹持环2，该夹持环2采用螺栓固定在保温室3上，夹持环2的夹持开口为圆形，夹持环2是由开口直径从30mm～150mm数个夹持环组成的系列，利用拆装螺栓的方法更换夹持环2，通过更换不同直径的夹持环2以调节夹持环2的夹持开口直径的大小；保温室3位于夹持环2之下，保温室3为圆筒状，其具有上、下通口，其中部为用以装入工件1的空心结构，其上通口与夹持环2的夹持开口相对，保温室3为圆筒状的金属制成，其金属圆环外壁上设有由保温棉或石棉的保温耐火材料制成的保温层3。箱体7支撑于保温室3，箱体7顶部开口，该开口与保温室3的下通口相对，该开口并设有可开闭的水流快速通断挡板4，可以在箱体开口的相对两侧分别设有滑槽，水流快速通断挡板4的相对两边可在滑槽中滑行，进行开闭；在该箱体7的下部设有淬火水流喷嘴6，该淬火水流喷嘴6与箱体7顶部开口相对；在所述的箱体7内的箱体顶部开口的四周设有可拆装的防水流侧溅挡板5，该防水流侧溅挡板5为喇叭形，其小口与箱体7顶部开口相接，其大口与淬火水流喷嘴6相对。机械泵8的进水口与水箱(图未示)相接，机械泵8的出水口通过管道9与淬火水流喷嘴6相连接。在与淬火水流喷嘴6相接的管道9上设有控制喷嘴水流量大小的阀门(未图示)。
本发明的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备的操作步骤是：
1、选择与淬火工件尺寸相对应的夹持环2和防水流侧溅挡板5，安装到设备相应部位，固定；
2、水流快速通断挡板4置“关”位置，防止水流进入保温室3；
3、开启控制水流的机械泵8及阀门，将水压增到设定值；
4、开启淬火水流喷嘴6的开关，调节水流速度，达到要求参数；
5、将铝合金工件从加热炉中取出，迅速转移到本发明的淬火设备上，要求转移时间小于5s；
6、迅速开启水流快速通断挡板4，开始淬火；
7、达到淬火时间后，迅速关闭水流快速通断挡板4；
8、关掉淬火水流喷嘴6的开关和机械泵8及阀门。
实施例1
该实施例是针对厚度为150mm的2124铝合金超厚板的淬透性进行的。首先在该合金超厚板17上沿高度方向取一直径为75mm的棒材18，样品取样示意图如图2所示，取出的棒材18加工成图3所示工件1，工件1为T型，其中工件1的下部直径65mm，上部直径75mm。如图1所示，端淬设备的夹持环2选择70mm，用螺栓固定在保温室3上。选择小口直径为70mm的防水流侧溅挡板5，并安装在箱体7内的箱体顶部开口的周边上。
将工件1在马弗炉中470℃固溶处理2小时后，工件1转移前，水流快速通断挡板4处于“关”状态，依次开启控制水流的机械泵8及阀门，调节水压至要求压力，开启淬火水流喷嘴6的开关，调节水流速度；以上工作完成后，将加热工件1迅速转移至端淬设备的夹持环2上，要求转移速度＜5s；迅速打开水流快速通断挡板4，工件1进行淬火；达到淬火时间后，再次将水流快速通断挡板4置“关”位置，阻断水流，关闭淬火水流喷嘴6的开关和机械泵8及阀门；工件1完全冷却后，取出。

Claims (6)

1.一种适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于，该设备包括以下几个组成部分：
用于夹持工件的夹持环，该夹持环具有可调节的夹持开口；
保温室，位于夹持环之下，其具有上、下通口，其中部为用以装入工件的空心结构，其上通口与夹持环的夹持开口相对；
箱体，支撑于保温室，箱体顶部开口，该开口与保温室的下通口相对，该开口并设有可开闭的水流快速通断挡板，在该箱体的下部设有淬火水流喷嘴，该淬火水流喷嘴与箱体顶部开口相对；
机械泵，该机械泵的出水口通过管道与淬火水流喷嘴相连接。
2.根据权利要求1所述的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于：在所述的箱体内的箱体顶部开口的四周设有防水流侧溅挡板，该防水流侧溅挡板为喇叭形，其小口与箱体顶部开口相接，其大口与淬火水流喷嘴相对。
3.根据权利要求1或2所述的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于：在所述的与淬火水流喷嘴相接的管道上设有控制喷嘴水流量大小的阀门。
4.根据权利要求3所述的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于：所述的夹持环的可调节的夹持开口为圆形，所述的保温室的空心结构的形状为圆柱形，其上、下通口分别与圆柱形的两个圆面相对，也为圆形。
5.根据权利要求4所述的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于：所述的夹持环的可调节工件的直径范围为30mm～150mm。
6.根据权利要求5所述的适用于铝合金超厚板淬透性检测用的淬火设备，其特征在于：所述的保温室为圆筒状的金属制成，其金属圆筒外壁或内壁上，或金属圆筒壁内的夹套中设有由保温棉或石棉的保温耐火材料制成的保温层。
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