推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線的製作方法

2023-10-17 20:33:44 1

推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及金屬機件熱處理【技術領域】，尤其是涉及一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，包括：控制系統，上料裝置，推盤式固溶爐高壓氣淬室推盤式時效爐風冷臺以及卸料臺。本實用新型的一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，採用高壓氣淬室進行鋁合金的零件的高壓空氣冷卻，冷卻速度快，可根據鋁合金零件厚度的不同選擇不同的風速冷卻，冷卻效率高，同時，將固溶熱處理後的鋁合金零件經高壓氣淬室快速冷卻後，就進行時效熱處理，熱處理效果好，鋁合金零件不容易發生變形。
【專利說明】推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線

【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬機件熱處理【技術領域】，尤其是涉及一種推盤式鋁合金固溶時效熱 處理生產線。

【背景技術】
[0002] 金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中保 持一定時間後，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。
[0003] 金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不 改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面 的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉 眼所能看到的。
[0004] 為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和 各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色 金屬結構材料，其顯微組織複雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋁合金的熱處理是金屬熱 處理的主要內容。
[0005] 現有的生產線中，對與中小型鋁合金機件可以通過放置在料盤中進行熱處理，在 生產線上進行熱處理，自動化好，效率高，現有的生產線的加熱區往往設定一個溫度，使得 金屬機件的熱處理方式比較單一，冷卻區主要使用循環水進行冷卻，需要水泵和水塔等結 構，結構複雜對管道的密封性能要求也較高。


【發明內容】

[0006] 本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中鋁合金零件在熱處理過程中冷 卻速度慢、形變大的問題，提供一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，採用高壓氣淬室 進行鋁合金的零件的高壓空氣冷卻，冷卻速度快，可根據鋁合金零件厚度的不同選擇不同 的風速冷卻，冷卻效率高，熱處理效果好。
[0007] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理 生產線，包括：
[0008] 用於控制整條生產線的控制系統，
[0009] 用於推送上料的上料裝置，所述上料裝置出口端設有推出料盤的推動裝置，
[0010] 用於鋁合金零件的固溶加熱與保溫的推盤式固溶爐，所述推盤式固溶爐入口與上 料裝置出口相連，所述推盤式固溶爐入口端設有推動料盤移動的軸向推動裝置，所述推盤 式固溶爐出口端設有推出料盤的推動裝置，
[0011] 用於降低固溶保溫後的鋁合金零件溫度的高壓氣淬室，所述高壓氣淬室入口與推 盤式固溶爐出口相連，
[0012] 用於完成鋁合金零件的時效加熱與保溫的推盤式時效爐，所述推盤式時效爐入口 與高壓氣淬室出口相連，所述推盤式時效爐入口端設有推動料盤移動的軸向推動裝置，所 述推盤式時效爐入口端設有從高壓氣淬室內將料盤拉入推盤式時效爐內的電動拉料裝置， 所述推盤式時效爐出口端設有推出料盤的推動裝置，
[0013] 用於降低時效加熱與保溫後的鋁合金零件溫度的風冷臺，所述風冷臺入口與推盤 式時效爐出口相連，所述風冷臺口端設有推動料盤移動的軸向推動裝置，以及
[0014] 用於卸載錯合金零件的卸料臺，所述卸料臺入口與風冷臺出口相連。
[0015] 具體地，所述上料裝置與推盤式固溶爐之間設有用於過渡料盤的過渡料臺，所述 過渡料臺入口與上料裝置出口相連，所述過渡料臺出口與推盤式固溶爐入口相連，所述過 渡料臺入口端設有軸向推動裝置，所述過渡料臺出口處設有將推盤推出的推動裝置。
[0016] 具體地，所述高壓氣淬室包括氣淬室本體，所述氣淬室本體設有腔室，所述氣淬室 本體上部設有高壓變頻風機，所述氣淬室本體腔室通過氣體噴射管與高壓空氣儲氣罐連 通，所述氣淬室本體兩端設有封閉氣淬室本體腔室的爐門。
[0017] 為了便於使鋁合金鑄件在氣淬室內氣冷過程中洩漏的殘沙的收集與導出，所述氣 淬室本體底部設有漏沙收集裝置。
[0018] 作為優選，所述氣體噴射管分布在氣淬室本體底部和/或側面，便於與控制裝置 配合確保高壓空氣儲氣罐內的高壓空氣合理通入氣淬室。
[0019] 為了確保零件的進出氣淬室及室內的密封保壓，所述爐門外設有爐門壓緊裝置。
[0020] 具體地，所述氣淬室本體腔室內設有水冷換熱器，用於交換氣冷零件(包括料盤） 放出的熱量，對氣淬室進行冷卻。
[0021] 作為優選，所述水冷換熱器設於氣淬室本體腔室側壁處。
[0022] 為了與安裝在氣淬室本體頂部的高壓變頻風機配合，以確保室內高壓空氣的良好 循環，從而保證零件的均勻冷卻，所述氣淬室本體腔室內設有導風裝置。
[0023] 為了防止料盤移動過渡，導致垂直向推動裝置不能將料盤順利推出推盤式固溶 爐，所述推盤式固溶爐出口端設有限制料盤移動超過預設位置的軸向限位裝置。
[0024] 為了防止料盤移動過渡，導致垂直向推動裝置不能將料盤順利推出推盤式時效 爐，所述推盤式時效爐出口端設有限制料盤移動超過預設位置的軸向限位裝置。
[0025] 為了減少熱處理過程中熱量損失，所述推盤式固溶爐入口與出口和推盤式時效爐 入口與出口處均設有隔熱密封門。
[0026] 本發明的有益效果是：本發明的一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，
[0027] 1)採用高壓氣淬室進行鋁合金的零件的高壓空氣冷卻，冷卻速度快，冷卻效果均 勻，並通過不同冷卻階段改變風速與風壓的"STEP-QC"（分步式氣冷）來獲得理想的冷卻效 果，最大限度減小零件的熱處理畸變。
[0028] 2)錯合金零件固溶後水冷，水溫要求為70_90°C,須採用加熱保溫與熱交換裝置確 保水溫在工藝要求範圍內。而採用高壓氣冷代替水冷，無需上述裝置，並且風冷帶出的熱量 可進行餘熱利用，因而更節能、環保。
[0029] 3)可根據鋁合金零件牌號與有效厚度的不同選擇不同的風速與壓力冷卻，冷卻效 率高，工藝適應性廣。
[0030] 4)同時，將固溶熱處理後的鋁合金零件經高壓氣淬室快速冷卻後，就進行時效熱 處理，將整個固溶時效處理過程組合在一起，達到自動化生產的目的，生產效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0032] 圖1是本發明的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線的示意圖；
[0033] 圖2是本發明的高壓氣淬室的示意圖；
[0034] 圖3是圖2中A-A向剖視圖。
[0035] 圖中：1.控制系統，2.上料裝置，3.料盤，4.推動裝置，5.推盤式固溶爐，6.高壓 氣淬室，7.推盤式時效爐，8.風冷臺，9.卸料臺，10.過渡料臺，11.限位裝置，12.隔熱密封 門，13.電動拉料裝置，61.氣淬室本體，62.高壓變頻風機，63.氣體噴射管，64.高壓空氣儲 氣罐，65.爐門，66.漏沙收集裝置，67.爐門壓緊裝置，68.水冷換熱器，69.導風裝置。

【具體實施方式】
[0036] 下面結合具體實施例，進一步對本發明進行闡述，應理解，引用實施例僅用於說明 本發明，而不用於限制本發明的範圍。
[0037] 如圖1至圖3所示，一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，包括：
[0038] 用於控制整條生產線的控制系統1，
[0039] 用於推送上料的上料裝置2,上料裝置2出口端設有推出料盤3的垂直向推動裝置 4，
[0040] 過渡料臺10入口與上料裝置2出口相連，過渡料臺10出口與推盤式固溶爐5入 口相連，過渡料臺10入口端設有軸向推動裝置4,過渡料臺10出口處設有將推盤3推出的 推動裝置4，
[0041] 用於鋁合金零件的固溶加熱與保溫的推盤式固溶爐5,推盤式固溶爐5入口與上 料裝置2出口相連，推盤式固溶爐5入口端設有推動料盤3移動的軸向推動裝置4,推盤式 固溶爐5出口端設有推出料盤3的垂直向推動裝置4,推盤式固溶爐5出口端設有限制料盤 3移動超過預設位置的軸向限位裝置11，
[0042] 用於降低固溶保溫後的鋁合金零件溫度的高壓氣淬室6,高壓氣淬室6包括氣淬 室本體61，氣淬室本體61設有腔室，氣淬室本體61上部設有高壓變頻風機62,氣淬室本體 61腔室通過氣體噴射管63與高壓空氣儲氣罐64連通，氣淬室本體61兩端設有封閉氣淬室 本體61腔室的爐門65,氣淬室本體61底部設有漏沙收集裝置66,氣體噴射管63分布在氣 淬室本體61底部和/或側面，爐門65外設有爐門壓緊裝置67,氣淬室本體61腔室內設有 水冷換熱器68,水冷換熱器67設於氣淬室本體61腔室側壁處，氣淬室本體61腔室內設有 導風裝置69，
[0043] 用於完成鋁合金零件的時效加熱與保溫的推盤式時效爐7,推盤式時效爐7入口 與高壓氣淬室6出口相連，推盤式時效爐7入口端設有推動料盤3移動的軸向推動裝置4， 推盤式時效爐7入口端設有從高壓氣淬室6將料盤3拉入推盤式時效爐7內的電動拉料裝 置13,推盤式時效爐7出口端設有推出料盤3的垂直向推動裝置4,推盤式時效爐7出口端 設有限制料盤3移動超過預設位置的軸向限位裝置11，推盤式固溶爐5入口與出口和推盤 式時效爐7入口與出口處均設有隔熱密封門12，
[0044] 用於降低時效加熱與保溫後的鋁合金零件溫度的風冷臺8,風冷臺8入口與推盤 式時效爐7出口相連，風冷臺8出口端設有推動料盤3移動的軸向推動裝置4,以及
[0045] 用於卸載鋁合金零件的卸料臺9,卸料臺9入口與風冷臺8出口相連。
[0046] 上述的上料裝置2採用輥棒式上料裝置，採用鋼框架結構，由輥子、框架及推料機 構組成，推料機構包括齒輪減速器、馬達驅動機構，和所需要的傳動副，輥道可自動調整料 盤的受：力方向，從而使料盤壽命得到提1?。
[0047] 上述過渡料臺10採用鋼框架結構，由框架及推料結構組成，推料機構包括齒輪減 速器、馬達驅動機構，和所需要的傳動副。
[0048] 上述推盤式固溶爐5為主體貫通式，分三區控溫，每個控溫區設有主控熱偶和超 溫控制熱偶，在進料口和出料口設有必須的隔熱密封門及門驅動系統，爐殼為非氣密性，整 體組合鋼板結構，其上留有必要的孔口，蓋子法蘭及連接件；爐襯採用優質進口耐火抗滲 磚、陶瓷纖維、絕熱保溫材料；線性砌磚，合理的爐襯厚度，確保爐子的保溫性能和爐溫均勻 性；爐底兩側採用導軌結構，中間採用滾輪進行傳輸工件；氣體/空氣導向裝置為多孔型由 鋼板製成，其上的孔為便於氣體循環；為了確保爐內工件在加熱過程中的溫度一致，在爐膛 頂部設有多組強制循環風機，包括一體式長軸水冷電機保溫包及安裝法蘭、耐熱鋼的風扇 葉、進出水管及管路連接裝置等；所有電熱系統的接線處有鋼板制防護罩；推拉系統由氣 密外殼、耐熱鋼推鏈、齒輪電機和限位開關組成；加熱採用天然氣加熱，天然氣加熱系統包 括；燒嘴、導火管、供氣供風系統、點火控制系統等。
[0049] 上述高壓氣淬室6高壓變頻風機安裝在高壓氣淬室頂部，通過變頻調速可調節高 壓空氣流速，與安裝在淬室側面的導風裝置配合可確保室內高壓空氣的良好循環，從而保 證零件的均勻冷卻；水冷卻換熱器安裝在氣淬室側壁，用於交換氣冷零件(包括料盤）放出 的熱量，對氣淬室進行冷卻；高壓氣體噴射管分布在氣淬室底部及側面，與控制裝置配合確 保高壓空氣儲氣罐內的高壓空氣合理通入氣淬室；爐門及壓緊裝置確保零件的的進出氣淬 室及室內的密封保壓；漏沙收集裝置用於鋁合金鑄件內在氣冷過程中洩漏的殘沙的收集與 導出；高壓空氣儲氣罐用於氣冷壓縮空氣的存儲。
[0050] 上述推盤式時效爐7推盤式時效爐主體貫通式，分三區控溫，每個控溫區設有主 控熱偶和超溫控制熱偶。在進料口和出料口設有必須的隔熱密封門及門驅動系統；爐殼為 非氣密性，整體組合鋼板結構，其上留有必要的孔口，蓋子法蘭及連接件；使用適用於該設 備最高溫度的優質絕熱材料為板型或填充材料，以達到最佳保溫效果；爐底兩側採用導軌 結構，中間採用滾輪進行傳輸工件；氣體/空氣導向裝置為多孔型由鋼板製成，其上的孔為 便於氣體循環；頂置式循環爐用風機為氣密性絕熱型，它包括：特製耐熱鋼軸的三相馬達， 耐熱鋼離心風扇及保溫包，所有電熱系統的接線處有鋼板制防護罩，推拉系統由氣密外殼、 耐熱鋼推鏈、齒輪電機和限位開關組成；加熱系統使用管式加熱器從而實現對工件的均勻 加熱。加熱元件從頂部安裝引出並接線。
[0051] 上述風冷臺8採用鋼框架結構，由輥子及框架等組成，在輥道臺設有推料機構， 包括齒輪減速器、馬達驅動機構，和所需要的傳動副。輥道可自動調整料盤的受力方向，從 而使料盤壽命得到提高；在滾道臺上面設有風冷罩，下部裝有強冷風扇。
[0052] -種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線熱處理鋁合金零件的工藝，包括如下步 驟：
[0053] 1)將需進行固溶時效處理的鋁合金零件放在上料裝置的料盤上，料盤被傳輸到推 盤式過渡料臺上；
[0054] 2)過渡料臺進口端的軸向推動裝置將料盤推到過渡料臺出口處，並通過過渡料臺 的垂直向推桿裝置將料盤推入推盤式固溶爐；
[0055] 3)料盤經推盤式固溶爐入口端的軸向推動裝置進行移動傳輸，並在傳輸過程中完 成零件的加熱升溫1. 5-2. 5小時與固溶溫度的保溫3-6小時，最終到達推盤式固溶爐出口 端，通過推盤式固溶爐出口端的垂直向推動裝置將料盤推入高壓氣淬室；
[0056] 4)料盤進入高壓氣淬室後，高壓氣淬室進入密閉狀態，通入高壓空氣，空氣壓力在 0?6BAR範圍，並啟動高壓變頻風扇，電扇風速在0-40m/s範圍，鋁合金零件在高壓、高速氣 流下冷卻後，通過推桿將冷卻後的鋁合金零件推盤式時效爐；
[0057] 5)料盤經推盤式時效爐入口端的軸向推動裝置進行移動傳輸，並在傳輸過程中完 成零件的加熱升溫30-60分鐘與時效溫度的保溫2-4小時，最終到達推盤式時效爐出口端， 通過推盤式時效爐出口端的垂直向推動裝置將料盤推入風冷臺；
[0058] 6)料盤經風冷臺入口端的軸向推動裝置進行移動傳輸，安裝在風冷臺底部的風扇 啟動，對移動中的零件進行風冷，料盤最終傳輸到卸料臺進口端，完成卸料，料盤繼續行進 到上料裝置。
[0059] 以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完 全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術 性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
【權利要求】
1. 一種推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於包括： 用於控制整條生產線的控制系統（1)， 用於推送上料的上料裝置（2)，所述上料裝置（2)出口端設有推出料盤（3)的垂直向推 動裝置（4)， 用於鋁合金零件的固溶加熱與保溫的推盤式固溶爐（5)，所述推盤式固溶爐（5)入口 與上料裝置（2)出口相連，所述推盤式固溶爐（5)入口端設有推動料盤（3)移動的軸向推 動裝置（4)，所述推盤式固溶爐（5)出口端設有推出料盤（3)的垂直向推動裝置（4)， 用於降低固溶保溫後的鋁合金零件溫度的高壓氣淬室（6)，所述高壓氣淬室（6)入口 與推盤式固溶爐（5)出口相連， 用於完成鋁合金零件時效加熱與保溫的推盤式時效爐（7)，所述推盤式時效爐（7)入 口與高壓氣淬室（6)出口相連，所述推盤式時效爐（7)入口端設有從高壓氣淬室（6)內將 料盤（3)拉入推盤式時效爐（7)內的電動拉料裝置（13)，所述推盤式時效爐（7)入口端設 有推動料盤（3)移動的軸向推動裝置（4)，所述推盤式時效爐（7)出口端設有推出料盤（3) 的垂直向推動裝置（4)， 用於降低時效加熱與保溫後的鋁合金零件溫度的風冷臺（8)，所述風冷臺（8)入口與 推盤式時效爐（7)出口相連，所述風冷臺（8)出口端設有推動料盤（3)移動的軸向推動裝 置（4)，以及 用於卸載鋁合金零件的卸料臺（9)，所述卸料臺（9)入口與風冷臺（8)出口相連，所 述高壓氣淬室（6)包括氣淬室本體（61)，所述氣淬室本體（61)設有腔室，所述氣淬室本體 (61)上部設有高壓變頻風機（62)，所述氣淬室本體（61)腔室通過氣體噴射管（63)與高 壓空氣儲氣罐￠4)連通，所述氣淬室本體￠1)兩端設有封閉氣淬室本體￠1)腔室的爐門 (65)。
2. 如權利要求1所述的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於：所述上料 裝置（2)與推盤式固溶爐（5)之間設有用於過渡料盤（3)的過渡料臺（10)，所述過渡料臺 (10)入口與上料裝置（2)出口相連，所述過渡料臺（10)出口與推盤式固溶爐（5)入口相 連，所述過渡料臺（10)入口端設有軸向推動裝置（4)，所述過渡料臺（10)出口處設有將推 盤⑶推出的推動裝置（4)。
3. 如權利要求1所述的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於：所述氣淬 室本體￠1)底部設有漏沙收集裝置￠6)，所述氣體噴射管￠3)分布在氣淬室本體￠1)底 部和/或側面，所述爐門（65)外設有爐門壓緊裝置（67)，所述氣淬室本體（61)腔室內設有 水冷換熱器（68)，所述水冷換熱器（67)設於氣淬室本體（61)腔室側壁處，所述氣淬室本體 (61)腔室內設有304不鏽鋼薄板製成的筒形導風裝置（69)。
4. 如權利要求1或2所述的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於：所述 推盤式固溶爐（5)出口端設有限制料盤（3)移動超過預設位置的軸向限位裝置（11)。
5. 如權利要求1或2所述的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於：所述 推盤式時效爐（7)出口端設有限制料盤（3)移動超過預設位置的軸向限位裝置（11)。
6. 如權利要求1或2所述的推盤式鋁合金固溶時效熱處理生產線，其特徵在於：所述 推盤式固溶爐（5)入口與出口和推盤式時效爐（7)入口與出口處均設有隔熱密封門（12)。
【文檔編號】C22F1/04GK203878194SQ201320888572
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】陳德義, 華公平 申請人:赫菲斯熱處理系統江蘇有限公司