CN113755770B - 一种高强铝合金型材热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铝合金型材热处理技术领域的一种高强铝合金型材热处理工艺，该工艺的具体步骤如下：步骤一：将冷却水注入到热处理装置中，使得热处理设备水位达到工作高度；步骤二：将需要进行热处理的高温铝合金型材，输入到热处理装置中，启动热处理装置，对高温铝合金进行热处理；步骤三：热处理结束后，将铝型材转运到下一工序；本发明解决了现有设备在对铝型材进行热处理过程中，通常采用喷淋降温方式对铝型材进行热处理，由于顾及热处理死角问题通常采用环形水流直接喷射到铝型材外表面，为了保持水流四周均匀通常无法控制水流大小，不能有效地控制热处理冷却时间，从而导致铝型材冷却时间过于固定，从而导致了设备适用性差的问题出现。

Description

一种高强铝合金型材热处理工艺

技术领域

本发明涉及铝合金型材热处理技术领域，具体为一种高强铝合金型材热处理工艺。

背景技术

铝型材热处理是将铝型材产品放在一定的介质中加热到适宜的温度，又以不同速度冷却的一种工艺。铝型材热处理是材料生产中的较重要的工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体化学成分，而是通过改变工件的内部的显微组织，或改变工件的表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能观察到的。铝型材热处理中的“四把火”指退火、正火、淬火（固溶）和回火（时效）。

现有设备在对铝型材进行热处理过程中，通常采用喷淋降温方式对铝型材进行热处理，由于顾及热处理死角问题通常采用环形水流直接喷射到铝型材外表面，但是为了保持水流四周均匀通常无法控制水流大小，不能有效地控制热处理冷却时间，从而导致铝型材冷却时间过于固定，从而导致了设备适用性差的问题出现；其次直接采用过冷冷却液喷射到铝型材表面，可能会导致过热铝型材表面出现皲裂，甚至造成铝型材弯曲问题。

基于此，本发明设计了一种高强铝合金型材热处理工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强铝合金型材热处理工艺，以解决上述背景技术中提出了现有设备在对铝型材进行热处理过程中，通常采用喷淋降温方式对铝型材进行热处理，由于顾及热处理死角问题通常采用环形水流直接喷射到铝型材外表面，但是为了保持水流四周均匀通常无法控制水流大小，不能有效地控制热处理冷却时间，从而导致铝型材冷却时间过于固定，从而导致了设备适用性差的问题出现；其次直接采用过冷冷却液喷射到铝型材表面，可能会导致过热铝型材表面出现皲裂，甚至造成铝型材弯曲问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强铝合金型材热处理工艺，该工艺的具体步骤如下：

步骤一：将冷却水注入到热处理装置中，使得热处理设备水位达到工作高度，同时将设备移动到铝型材加工现场；

步骤二：将需要进行热处理的高温铝合金型材，直接输入到热处理装置中，启动热处理装置，使得设备启动，对高温铝合金进行热处理；

步骤三：热处理结束后，将铝型材转运到下一工序；

其中步骤一和二中所述热处理装置包括电机和多个矩形阵列的机架，所述电机固定设置在机架上，所述机架两端转动设置有两个平行的驱动棍，所述电机输出轴上套设有动力带，所述驱动棍套设在动力带内，所述驱动棍外壁沿其轴线矩形阵列同轴固定设置有驱动齿轮，两个驱动棍外侧的所述驱动齿轮外端啮合有滚筒，所述滚筒内侧沿其轴线矩形阵列设置有用于冷却铝型材的冷却装置，所述滚筒两端均固定设置有限流板，其中一个所述限流板边缘开设有放水孔，所述限流板中央固定设置有用于穿过铝型材的环橡胶，所述机架上设置有用于向滚筒内注入冷却水的供水装置。

所述滚筒为矩形，所述滚筒与驱动齿轮啮合的外壁固定设置有用于限制滚筒轴向位置的限位环板，所述限位环板接触在驱动齿轮两侧。

每组所述冷却装置包括四根轴线环绕成矩形耐高温的毛辊，所述毛辊中央转动设置有固定架，所述固定架固定设置在滚筒内壁。

作为本发明的进一步方案，所述毛辊两端开设有用于相互配合的斜面，所述驱动齿轮半径和矩形滚筒截面边长一半相等，所述驱动棍轴线间距和矩形滚筒截面边长相等。

作为本发明的进一步方案，所述滚筒内壁固定设置有用于驱动水流移动的螺旋导流板。

作为本发明的进一步方案，所述供水装置包括水泵，所述水泵输入轴外侧套设有动力带，所述动力带内侧套设在驱动棍外壁，所述水泵出水管通过进水支架设置在未开设放水孔的限流板侧面，所述进水支架固定设置在机架上。

作为本发明的进一步方案，所述水泵出水管外端固定设置有球铰链，所述球铰链铰接在限流板侧壁的进水支架上端。

作为本发明的进一步方案，所述球铰链外端采用减摩材料。

作为本发明的进一步方案，所述电机采用减速电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 本发明通过矩形排列在滚筒内部的冷却装置与正在移动的铝型材进行环绕接触，从而将铝型材进行冷却热处理，其次再通过供水装置将冷却液从铝型材输出端注入，使得铝型材发生逆向冷却，从而使得铝型材进行缓慢降温的过程，从而使得不同的铝型材或者不同工艺要求的铝型材进行不同速度冷却，从而提高设备的适用性，其次通过电机不同转速驱动滚筒进行变速转动，从而使得冷却装置转速变化，从而进一步控制冷却装置的自身冷却速度，达到精准控制铝型材的冷却速度，以满足不同工艺的铝型材热处理。

2. 本发明通过滚筒驱动冷却装置自转，从而驱动毛辊公转，再通过铝型材的移动驱动毛辊自转，从而使得毛辊在低点时能吸水热交换，提高冷却液流动速度，在脱离冷却液时对铝型材进行高效冷却，同时进行脱水将铝型材表面进行擦拭，使得冷却液的流动速度加快，提高设备的运行效率，其次再擦拭铝型材表面水渍，从而避免铝型材表面出现冷却斑的现象出现；其次毛辊绕着铝型材进行自转且公转，从而避免了铝型材出现冷却死角，从而导致铝型材出现热处理不均匀，从而导致铝型材弯曲卡死在设备上的现象出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工艺流程结构示意图；

图2为本发明总体结构示意图；

图3为本发明左后俯视角局部剖视结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明左前俯视总体结构示意图（隐藏滚筒）。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

电机10，机架11，驱动棍12，动力带13，驱动齿轮14，滚筒15，冷却装置16，限流板17，放水孔18，环橡胶19，供水装置20，限位环板21，毛辊25，固定架26，斜面27，螺旋导流板，水泵30，进水支架31，球铰链32。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种高强铝合金型材热处理工艺，该工艺的具体步骤如下：

步骤一：将冷却水注入到热处理装置中，使得热处理设备水位达到工作高度，同时将设备移动到铝型材加工现场；

步骤二：将需要进行热处理的高温铝合金型材，直接输入到热处理装置中，启动热处理装置，使得设备启动，对高温铝合金进行热处理；

步骤三：热处理结束后，将铝型材转运到下一工序；

其中步骤一和二中热处理装置包括电机10和多个矩形阵列的机架11，电机10固定设置在机架11上，机架11两端转动设置有两个平行的驱动棍12，电机10输出轴上套设有动力带13，驱动棍12套设在动力带13内，驱动棍12外壁沿其轴线矩形阵列同轴固定设置有驱动齿轮14，两个驱动棍12外侧的驱动齿轮14外端啮合有滚筒15，滚筒15内侧沿其轴线矩形阵列设置有用于冷却铝型材的冷却装置16，滚筒15两端均固定设置有限流板17，其中一个限流板17边缘开设有放水孔18，限流板17中央固定设置有用于穿过铝型材的环橡胶19，机架11上设置有用于向滚筒15内注入冷却水的供水装置20。

本发明使用时将本装置移动到铝型材输出设备后端，先将本装置中注入冷却液，使得设备内部水位上升能将冷却装置16内的毛辊25润湿（如图2所示，其中图2为本设备旋转九十度的状态，其中图2中由下往上看为本装置前端，由右向左看为本装置的右端，本装置总体采用水平横置的方式，从而能适应更长的铝型材）；将铝型材穿过本装置的滚筒15中间，使得铝型材再穿过冷却装置16中央；

本发明使用时，启动电机10，电机10驱动动力带13转动，动力带13转动驱动两个驱动棍12在机架11上转动，驱动棍12转动后驱动驱动齿轮14转动，驱动齿轮14转动驱动滚筒15开始转动；同时得驱动棍12转动驱动设备铝型材输出后端的供水装置20转动工作，将冷却液不断地输入到滚筒15内部，使得滚筒15内部的冷却液开始流动起来，滚筒15内部的冷却液将冷却装置16浸湿，正在移动的高温铝型材受到滚筒15内部的冷却装置16中的沾有冷却液的毛辊25不断的摩擦接触，从而将铝型材进行逆向冷却（如图2和3所示，使得滚筒15内部的冷的冷却液先与被冷却后的铝型材进行接触，从而使得冷却液在向前流动过程中，被缓慢降温，多个冷却装置16持续d的工作从而使得铝型材进行阶梯性的降温，使得最热的铝型材受到温度较高的冷却液进行冷却，从而起到缓慢热处理的过程，避免铝型材直接接触过冷冷却液，从而造成铝型材表面皲裂，或者出现弯曲的现象出现，其次冷的冷却液也能对即将输出设备的铝型材进行最终冷却，从而使得铝型材冷却温度逐渐呈线性下降，从而可控制铝型材的冷却时间），同时得滚筒15自转能将冷却装置16驱动绕着铝型材进行公转，从而能使得铝型材热处理更加均匀，避免出现热处理死角，导致铝型材弯曲的现象出现，水流始终处于滚筒15下端，无法直接与铝型材接触，从而避免了水流通过铝型材直接流动到加热炉中，从而导致加热炉故障的现象出现，其次水流在流动到设备前端后通过限流板17侧壁开设的放水孔18直接排到滚筒15外侧，在铝型材从限流板17中央的环橡胶19进入设备时，能有效阻挡水流经过热的铝型材流向加热炉，其次限流板17随着滚筒15公转时，能将局部过热的环橡胶19转动到冷却液中，从而对环橡胶19进行冷却，避免环橡胶19过度高温造成环橡胶19损坏的现象出现；

本发明通过矩形排列在滚筒15内部的冷却装置16与正在移动的铝型材进行环绕接触，从而将铝型材进行冷却热处理，其次再通过供水装置20将冷却液从铝型材输出端注入，使得铝型材发生逆向冷却，从而使得铝型材进行缓慢降温的过程，从而使得不同的铝型材或者不同工艺要求的铝型材进行不同速度冷却，从而提高设备的适用性，其次通过电机10不同转速驱动滚筒15进行变速转动，从而使得冷却装置16转速变化，从而进一步控制冷却装置16的自身冷却速度，达到精准控制铝型材的冷却速度，以满足不同工艺的铝型材热处理。

作为本发明的进一步方案，滚筒15为矩形，滚筒15与驱动齿轮14啮合的外壁固定设置有用于限制滚筒15轴向位置的限位环板21，限位环板21接触在驱动齿轮14两侧；每组冷却装置16包括四根轴线环绕成矩形耐高温的毛辊25，毛辊25中央转动设置有固定架26，固定架26固定设置在滚筒15内壁；

如图2和4所示，使用时，随着电机10转动，滚筒15转动驱动冷却装置16整个发生旋转（限位环板21接触在驱动齿轮14两侧，可有效避免滚筒15受到铝型材移动作用，发生移动，从而导致设备出现晃动的现象出现，从而导致热处理跳跃不均匀的现象出现），从而使得冷却装置16内的毛辊25环绕铝型材自转，同时铝型材移动会驱动毛辊25自转，使得被冷水在矩形的滚筒15发生撞击，从而出现激浪，使得水滴溅射到铝型材上，从而提高冷却效率，其次毛辊25公转过程中受到移动的铝型材作用发生自转，毛辊25先自转将自身进行均匀浸湿，同时将冷却液向滚筒15前端拨动，使得冷却液流速加快，同时也能使得毛辊25快速浸湿到冷的冷却液，冷的毛辊25公转时，能环绕着铝型材自身发生公转，从而将铝型材进行冷却，从而铝型材自身移动，从而使得毛辊25在铝型材移动方向上对铝型材起到螺旋冷却的效果，多个毛辊25形成闭环，从而进一步避免了冷却死角的问题出现，毛辊25自转过程中受到离心力作用发生脱水，从而能有效将铝型材表面的水珠擦拭，从而避免了铝型材冷却过程中形成冷却斑点的现象出现，同时也提高了毛辊25吸水性能，从而使得毛辊25的热交换效率进一步提高，从而提高冷却效率；

本发明通过滚筒15驱动冷却装置16自转，从而驱动毛辊25公转，再通过铝型材的移动驱动毛辊25自转，从而使得毛辊25在低点时能吸水热交换，提高冷却液流动速度，在脱离冷却液时对铝型材进行高效冷却，同时进行脱水将铝型材表面进行擦拭，使得冷却液的流动速度加快，提高设备的运行效率，其次再擦拭铝型材表面水渍，从而避免铝型材表面出现冷却斑的现象出现；其次毛辊25绕着铝型材进行自转且公转，从而避免了铝型材出现冷却死角，从而导致铝型材出现热处理不均匀，从而导致铝型材弯曲卡死在设备上的现象出现。

毛辊25两端开设有用于相互配合的斜面27，驱动齿轮14半径和矩形滚筒15截面边长一半相等，驱动棍12轴线间距和矩形的滚筒15截面边长相等；使得矩形的滚筒15在转动过程中铝型材始终处在毛辊25中央位置，且毛辊25转动时相互配合，从而避免出现冷却死角的现象出现。

作为本发明的进一步方案，滚筒15内壁固定设置有用于驱动水流移动的螺旋导流板；使得滚筒15转动过程中，通过其内壁固定的螺旋导流板将冷却液加速驱动到设备前端，从而提高设备的热处理速度。

作为本发明的进一步方案，供水装置20包括水泵30，水泵30输入轴外侧套设有动力带13，动力带13内侧套设在驱动棍12外壁，水泵30出水管通过进水支架31设置在未开设放水孔18的限流板17侧面，进水支架31固定设置在机架11上，通过驱动棍12转动驱动动力带13带动水泵30进行工作，从而将冷却液从铝型材输出端注入设备中，且滚筒15转速越快，水流速度越快，从而使得热处理过程中水流速度能根据冷却速率进行快速调节，从而达到高效热处理的效果。

作为本发明的进一步方案，水泵30出水管外端固定设置有球铰链32，球铰链32铰接在限流板17侧壁的进水支架31上端；使得冷却液输入角度可调节，从而能进行定向输入也能冲刷铝型材表面，从而起到辅助降温的作用，提高热处理效率。

作为本发明的进一步方案，球铰链32外端采用减摩材料；减小摩擦，延长设备使用寿命。

作为本发明的进一步方案，电机10采用减速电机；使得设备获得更大的扭矩，使得设备运行更加平稳高效。

Claims (7)

1.一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：该工艺的具体步骤如下：

步骤一：将冷却水注入到热处理装置中，使得热处理设备水位达到工作高度，同时将设备移动到铝型材加工现场；

步骤二：将需要进行热处理的高温铝合金型材，直接输入到热处理装置中，启动热处理装置，使得设备启动，对高温铝合金进行热处理；

步骤三：热处理结束后，将铝型材转运到下一工序；

其中步骤一和二中所述热处理装置包括电机（10）和多个矩形阵列的机架（11），所述电机（10）固定设置在机架（11）上，所述机架（11）两端转动设置有两个平行的驱动棍（12），所述电机（10）输出轴上套设有动力带（13），所述驱动棍（12）套设在动力带（13）内，所述驱动棍（12）外壁沿其轴线矩形阵列同轴固定设置有驱动齿轮（14），两个驱动棍（12）外侧的所述驱动齿轮（14）外端啮合有滚筒（15），所述滚筒（15）内侧沿其轴线矩形阵列设置有用于冷却铝型材的冷却装置（16），所述滚筒（15）两端均固定设置有限流板（17），其中一个所述限流板（17）边缘开设有放水孔（18），所述限流板（17）中央固定设置有用于穿过铝型材的环橡胶（19），所述机架（11）上设置有用于向滚筒（15）内注入冷却水的供水装置（20）；

所述滚筒（15）为矩形，所述滚筒（15）与驱动齿轮（14）啮合的外壁固定设置有用于限制滚筒（15）轴向位置的限位环板（21），所述限位环板（21）接触在驱动齿轮（14）两侧；

每组所述冷却装置（16）包括四根轴线环绕成矩形耐高温的毛辊（25），所述毛辊（25）中央转动设置有固定架（26），所述固定架（26）固定设置在滚筒（15）内壁。

2.根据权利要求1所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述毛辊（25）两端开设有用于相互配合的斜面（27），所述驱动齿轮（14）半径和矩形滚筒（15）截面边长一半相等，所述驱动棍（12）轴线间距和矩形滚筒（15）截面边长相等。

3.根据权利要求2所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述滚筒（15）内壁固定设置有用于驱动水流移动的螺旋导流板。

4.根据权利要求3所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述供水装置（20）包括水泵（30），所述水泵（30）输入轴外侧套设有动力带（13），所述动力带（13）内侧套设在驱动棍（12）外壁，所述水泵（30）出水管通过进水支架（31）设置在未开设放水孔（18）的限流板（17）侧面，所述进水支架（31）固定设置在机架（11）上。

5.根据权利要求4所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述水泵（30）出水管外端固定设置有球铰链（32），所述球铰链（32）铰接在限流板（17）侧壁的进水支架（31）上端。

6.根据权利要求5所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述球铰链（32）外端采用减摩材料。

7.根据权利要求6所述的一种高强铝合金型材热处理工艺，其特征在于：所述电机（10）采用减速电机。

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