CN106915142A - 增材制造铝合金板坯包铝连轧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料加工技术领域一种增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，包括第一放卷筒、第二放卷筒、轧机、雾化器和加热器，所述雾化器、加热器和第二放卷筒沿运行方向依次设置在所述第一放卷筒的上方，所述第二放卷筒下方设置有导辊，所述第二放卷筒上放卷的基材通过导辊导向后与第一放卷筒上的基材平行行进，所述轧机位于运行方向的后端，对板坯进行轧制压合。有益效果：该装置利用增材制造铝合金板坯余热，在增材制造铝合金板坯上下面实现连续包铝和轧制压合的连续性，无铣销和酸咸腐蚀过程，节省资源，提高喷射轧制高性能铝合金加工效率，具有较好的市场前景。

Description

增材制造铝合金板坯包铝连轧装置
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，尤其涉及一种增材制造铝合金板坯包铝连轧装置。
背景技术
增材制造是用高压惰性气体将合金液流雾化成细小熔滴，在高速气流下飞行并冷却，在尚未完全凝固前沉积成坯件的一种工艺。它具有所获材料晶粒细小、组织均匀、能够抑制宏观偏析等快速凝固技术的各种优点。
由于快速凝固的作用，所获金属材料成分均匀、组织细化、无宏观偏析，且含氧量低。与传统的铸锻工艺和粉末冶金工艺相比较，它流程短、工序简化、沉积效率高，不仅是一种先进的制取坯料技术，而且发展成为直接制造金属零件的过程。
近年来，增材制造工艺被广泛用于生产制备高强度铝合金，尤其在7XXX系铝合金中的应用，大大促进了航空航天的发展。但是增材制造7XXX系铝合金坯料中存在一定的孔隙，严重影响铝合金性能，为降低孔隙对材料性能的影响，通常采用锻、挤、轧进行致密化处理降低孔隙率。
工业上通过轧制增材制造7XXX系铝合金板坯来获得大规格增材制造7XXX系铝合金板。在7XXX系铝合金的轧制过程中，板材表面会出现裂纹及裂边现象，为改善材料表面轧制加工工艺性能，降低轧制过程出现的表面裂纹，对增材制造铝合金板坯进行上下两面进行工艺包铝。
目前工业上包铝过程，首先将预制铝合金板坯进行铣蚀加工后，将包铝板覆盖在板坯上，然后将包铝板与板坯进行焊接，加热后进行轧制压合，无法实现上一道成形工艺与包铝加工的连续进行。
发明内容
为解决现有技术存在的包铝过程负载的缺陷，本发明提供一种增材制造铝合金坯包铝连轧装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，包括第一放卷筒、第二放卷筒、轧机、雾化器和加热器，所述雾化器、加热器和第二放卷筒沿运行方向依次设置在所述第一放卷筒的上方，所述第二放卷筒下方设置有导辊，所述第二放卷筒上放卷的基材通过导辊导向后与第一放卷筒上的基材平行行进，所述轧机位于运行方向的后端，对板坯进行轧制压合。
进一步地，为避免第一放卷筒上放卷的基材在行进过程中产生弯折、下坠的现象，所述的导辊下方设置有输送支撑辊，所述输送支撑辊位于所述第一放卷筒上放卷的基材运行路径的下方。
作为优选，还包括输送机构，所述输送机构位于所述第一放卷筒和第二放卷筒之间，用于对第一放卷筒上放卷的基材进行输送，所述输送机构包括两个皮带轮和设置在两个所述皮带轮上的输送带。利用输送机构能够有效在第一放卷筒开始放卷时输送、支撑放卷的物料。
进一步地，所述的轧机沿运行方向的后端还设置有剪切机构。利用剪切机构能够将经轧制压合后的板坯剪切为定长的板材，方便储存和使用。
作为优选，所述的轧机为多组。对包铝板坯进行多道次干轧，以提高包铝板与板坯的结合度。
作为优选，所述的轧机沿运行方向的后端设置有第一收卷筒和第二收卷筒，所述第一收卷筒与所述第一放卷筒相对应，所述第二收卷筒位于所述第一收卷筒的上方，且与所述第二放卷筒相对应。在生产前期，轧机、雾化器及加热器尚未工作，需要将第一放卷筒和第二放卷筒上的基材要先收卷到第一收卷筒和第二收卷筒上，以形成基材平面待沉积。轧机、雾化器及加热器工作后，轧机会带动基材及板坯运行，不需要再使用第一收卷筒和第二收卷筒进行收卷。
作为优选，为调节收卷筒和放卷筒之间基板的张紧程度，所述第一收卷筒和第二收卷筒均配备有定位张紧辊。
作为优选，轧制压合过程在惰性气氛中进行。
进一步地，所述的加热器中的电阻丝对氮气进行加热，加热的氮气对板坯进行加热，加热后板坯温度为400-450℃。
有益效果：该装置利用增材制造铝合金板坯余热，在增材制造铝合金板坯上下面实现连续包铝和轧制压合的连续性，无铣销或酸咸腐蚀过程，节省资源，提高喷射轧制高性能铝合金加工效率，具有较好的市场前景。
附图说明
图1为增材制造铝合金板坯包铝连轧装置一种工作状态结构示意图；
图2为增材制造铝合金板坯包铝连轧装置另一种工作状态结构示意图；
图中1.第一放卷筒，2.皮带轮，3.输送带，4.雾化器，5.增材铝合金板坯，6.加热器，7.输送支撑辊，8.第二放卷筒，9.轧机，10.剪切机构，11.第二收卷筒，12.张紧辊，13.导辊，14.第一收卷筒。
具体实施方式
实施例
如图1和2所示，一种增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，包括第一放卷筒1、第二放卷筒8、轧机9、雾化器4和加热器6，所述雾化器4、加热器6和第二放卷筒8沿运行方向依次设置在所述第一放卷筒1的上方，所述第二放卷筒8下方设置有导辊13，所述第二放卷筒8上放卷的基材通过导辊13导向后与第一放卷筒1上的基材平行行进；所述的导辊13下方设置有输送支撑辊7，所述输送支撑辊7位于所述第一放卷筒1上放卷的基材运行路径的下方，用于对第一放卷筒1上放卷的基材进行支撑；所述轧机9位于运行方向的后端，对板坯进行轧制压合，所述的轧机9为多组。对包铝板坯进行多道次干轧，以提高包铝板与板坯的结合度，所述的轧机9沿运行方向的后端还设置有剪切机构10。
还包括输送机构，所述输送机构位于所述第一放卷筒1和第二放卷筒8之间，用于对第一放卷筒1上放卷的基材进行输送，所述输送机构包括两个皮带轮2和设置在两个所述皮带轮2上的输送带3。
所述的轧机9沿运行方向的后端设置有第一收卷筒14和第二收卷筒11，所述第一收卷筒14与所述第一放卷筒1相对应，所述第二收卷筒11位于所述第一收卷筒14的上方，且与所述第二放卷筒8相对应。为调节收卷筒和放卷筒之间基板的张紧程度，所述第一收卷筒14和第二收卷筒11均配备有定位张紧辊12。
工作原理：如图1所示，首先将第一放卷筒1和第二放卷筒8上的铝合金基板放卷，并经过输送机构、支撑辊、导辊13以及定位张紧辊12后分别由第一收卷筒14和第二收卷筒11收卷，这样两个基板形成铺展开来，并在两者之间形成间隙，启动雾化器4和加热器6，雾化器4向第一放卷筒1放卷的基板表面喷射成形增材铝合金板坯5，同时加热器6内的加热电阻丝将氮气加热后，利用氮气对基板及喷射成形的增材铝合金板坯5进行加热，加热后的增材铝合金板坯5温度控制在400-450℃，运行至第二放卷筒8下方时，第二放卷筒8放卷的基板覆盖在喷射成形的增材铝合金板坯5上，最终进入轧机9进行轧制压合，轧制压合后由剪切机构10剪切成规定的规格，如图2所示，此时停止第一收卷筒14和第二收卷筒11动作，由输送机构和轧机9带动基板及喷射成形的增材铝合金板坯5自动向前行进，这个过程均在惰性气氛中进行。

Claims (9)

1.一种增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：包括第一放卷筒(1)、第二放卷筒(8)、轧机(9)、雾化器(4)和加热器(6)，所述雾化器(4)、加热器(6)和第二放卷筒(8)沿运行方向依次设置在所述第一放卷筒(1)的上方，所述第二放卷筒(8)下方设置有导辊(13)，所述第二放卷筒(8)上放卷的基材通过导辊(13)导向后与第一放卷筒(1)上的基材平行行进，所述轧机(9)位于运行方向的后端，对板坯进行轧制压合。
2.根据权利要求1所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述的导辊(13)下方设置有输送支撑辊(7)，所述输送支撑辊(7)位于所述第一放卷筒(1)上放卷的基材运行路径的下方。
3.根据权利要求1或2所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：还包括输送机构，所述输送机构位于所述第一放卷筒(1)和第二放卷筒(8)之间，用于对第一放卷筒(1)上放卷的基材进行输送，所述输送机构包括两个皮带轮(2)和设置在两个所述皮带轮(2)上的输送带(3)。
4.根据权利要求1所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述的轧机(9)沿运行方向的后端还设置有剪切机构(10)。
5.根据权利要求1或4所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述的轧机(9)为多组。
6.根据权利要求1所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述的轧机(9)沿运行方向的后端设置有第一收卷筒(14)和第二收卷筒(11)，所述第一收卷筒(14)与所述第一放卷筒(1)相对应，所述第二收卷筒(11)位于所述第一收卷筒(14)的上方，且与所述第二放卷筒(8)相对应。
7.根据权利要求6所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述第一收卷筒(14)和第二收卷筒(11)均配备有定位张紧辊(12)。
8.根据权利要求1所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：轧制压合过程在惰性气氛中进行。
9.根据权利要求1所述的增材制造铝合金板坯包铝连轧装置，其特征在于：所述的加热器(6)中的电阻丝对氮气进行加热，加热的氮气对板坯进行加热，加热后板坯温度为400-450℃。
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