鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝的製作方法

2023-05-19 08:35:21 1

鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝。具體工藝參數是：加熱至400℃，升溫35～40min，保溫60-80min，真空度＞8.0×10-2Pa；加熱至530℃，升溫15～20min，保溫60-80min，真空度＞8.0×10-3Pa；加熱至565℃，升溫10～15min，保溫60-80min，真空度＞4.5×10-3Pa；加熱至610℃，升溫10min，保溫10～20min，真空度＞3.0×10-3Pa；降溫至605℃，降溫5min，保溫10～15min，斷電降溫，至540℃，出爐風淬冷卻至室溫；進爐時效處理，室溫升溫至200℃，升溫15～20min，保溫180min，斷電降溫至室溫。本發明所述的工藝具有生產過程簡單、周期短、耗能小、生產合格率高、生產成本低等優點，本工藝生產的鋁合金氣路板焊縫的合格率由原來的40％左右提高到90％，取得了很好的效果。
【專利說明】鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，尤其是涉及鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝。
【背景技術】
[0002]動車及鐵路機車等使用的制動氣路板主要是將制動系統的複雜氣路集成在一起，原理與集成電路板類似，屬於動車及鐵路機車等制動系統的重要組成部件，其具有體積小，結構複雜，釺焊及熱處理後平面度要求高(平面度小於0.5mm)，熱處理後力學性能要求高(抗拉強度高於172MPa，屈服強度高於90MPa，能夠達到T4狀態)，釺焊內腔清潔度要求較高等特點。一直以來，由於氣路板的結構複雜、釺焊後力學性能要求高，釺焊及熱處理後產品變形嚴重，該產品合格率一直很低。
[0003]目前採用的工藝方法是:烘乾一升溫(480?530°C )一保溫(40?60min)—升溫(6050C )一保溫(20?30min)—降溫一出爐(400°C )—拆夾(3?4h降至室溫)一裝夾一升溫(520°C )—保溫(3?4h) — 7K淬一時效(175°C保溫7?8h) —出爐一拆夾。即將鋁合金氣路板真空釺焊完後再進行熱處理，產品真空釺焊完後溫度從590°C左右降到室溫，熱處理時又將產品從室溫加熱到固溶溫度(520°C )進行保溫，產品在真空釺焊和熱處理過程中要進行拆卸夾具及重新裝配，在生產過程中需採用兩種工裝夾具。這種常規的工藝方法不僅生產效率低，能耗大，生產周期長，且產品在拆卸、轉運過程中容易產生磕碰傷及熱處理過程中產品變形較大而產生報廢，導致生產合格率低下、生產成本高。

【發明內容】

[0004]為了克服以上技術缺陷，本發明旨在提供一種生產過程簡單、周期短、耗能小、生產合格率高、生產成本低的鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0006]鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，真空釺焊和熱處理為一體化工藝，具體工藝參數如下:
[0007]I)從室溫加熱至400°C，升溫時間35?40min，保溫時間60-80min，真空度>
8.0XKT2Pa ；
[0008]2)從400°C加熱至530°C，升溫時間15?20min，保溫時間60_80min，真空度>
8.0XKT3Pa ；
[0009]3)從530°C加熱至565°C，升溫時間10?15min，保溫時間60_80min，真空度>
4.5 X KT3Pa ；
[0010]4)從565 °C加熱至610°C，升溫時間lOmin，保溫時間10?20min，真空度>
3.0XKT3Pa ；
[0011]5)從610°C降溫至605°C，降溫時間5min，保溫時間10?15min，斷電降溫，產品工件溫度達到590?595 °C ；[0012]6)降溫至540°C，出爐高壓風淬冷卻至室溫；
[0013]7)進爐時效處理，室溫升溫至200°C，升溫時間15?20min，保溫時間180min，斷
電降溫至室溫。
[0014]此一體化工藝所使用的夾具包括下蓋、上蓋A和設置在上蓋A上方的上蓋B，所述下蓋包括本體和耳部，下蓋本體四個角上及耳部上設置有立杆，上蓋A和上蓋B上設置有與立柱相對應的安裝孔，立柱上設置有帶圈彈簧，所述下蓋、上蓋A和上蓋B上設置有若干個鏤空孔。
[0015]所述立杆是通過焊接方式設置在下蓋本體四個角上及耳部上。
[0016]所述下蓋、上蓋A上設置有手柄。
[0017]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0018]I)本發明所述的工藝與目前的工藝相比較，減少了烘乾段和480?530°C段，溫度達到400°C以後溫度梯度降低，各溫度段保溫時間延長到60?80min，能夠保證產品在各溫度段的均溫性，並在610°C段將保溫時間縮短為10?20min，大大減少了總釺焊高溫段時間，保證產品能夠快速焊接完成，避免因產品保溫時間過長導致釺料流失過多以及過燒等現象；本發明所述的工藝縮短了釺焊時間，提高了釺焊效率，且焊接和熱處理過程中不需要重複拆卸和裝夾產品，不易對產品的外觀造成傷害，能夠得到外觀合格且具有良好的焊縫的產品，其合格率高。
[0019]2)本發明採用高壓風淬火代替常規工藝熱處理淬火方法採用的水淬和/或油淬，避免了該類氣路板內腔複雜，採用水淬和/或油淬時容易使油或水進入內腔導致炸膛，以及對該類產品內腔清潔度造成汙染的問題。
[0020]3)鋁合金氣路板固溶溫度為520°C保溫3?4小時，時效溫度為175°C保溫7?8h，本發明所述工藝在產品釺焊完後降溫到540°C時進行出爐，在出爐過程中產品會降低20°C左右，出爐後淬火溫度即是固溶溫度520°C，該參數能保證處理後的產品強度滿足T4要求，並大幅縮短生產周期和降低能耗，提高了生產效率。
[0021]4)本發明所述的工藝在整個生產過程中，真空釺焊和熱處理不是分開的，而是為一體化工藝，使用專用夾具，夾具採用一次性裝夾，不用重複裝卸夾具，提高了生產效率的同時也降低了夾具的成本，而且能有效的避免拆卸和裝夾夾具時對產品造成的傷害。夾具採用兩個上蓋獨立壓緊，解決產品不同高度釺焊面的壓力問題。鏤空孔使熱量能更快地傳遞到產品上，在產品釺焊過程中可以使產品均溫性更好，縮短產品升溫所需時間；在熱處理過程中更有利於風淬將產品的溫度快速均勻降低，在降溫的同時通過彈簧持續施加夾緊力，保證產品在整個熱處理過程中不發生變形，此夾具能很好的保證產品釺焊後直接出爐風淬，不需要拆卸夾具繼續進爐。
[0022]綜上所述，本發明所述的工藝具有生產過程簡單、周期短、耗能小、生產合格率高、生產成本低等優點。
[0023]從實際情況來看，採用本發明工藝生產的鋁合金氣路板熱處理後力學性能完全滿足要求，並順利實現批量生產，其焊縫的合格率由原來的40%左右提高到90%，取得了很好的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】[0024]圖1是本發明的溫度曲線圖；
[0025]圖2是本發明使用的夾具結構示意圖；
[0026]圖中:下蓋1、上蓋A2、上蓋B3、立杆4、帶圈彈簧5、手柄6。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步說明:
[0028]如圖1所示，本發明為鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，真空釺焊和熱處理為一體化工藝，具體工藝參數如下:
[0029]I)從室溫加熱至400°C,升溫時間35?40min,保溫時間60-80min,真空度>8.0XKT2Pa ；
[0030]2)從400°C加熱至530°C，升溫時間15?20min，保溫時間60_80min，真空度>
8.0XKT3Pa ；
[0031]3)從530°C加熱至565°C，升溫時間10?15min，保溫時間60_80min，真空度>
4.5 X KT3Pa ；
[0032]4)從565 °C加熱至610°C，升溫時間lOmin，保溫時間10?20min，真空度>
3.0XKT3Pa ；
[0033]5)從610°C降溫至605°C，降溫時間5min，保溫時間10?15min，斷電降溫，產品工件溫度達到590?595 °C ；
[0034]6)降溫至540°C，出爐高壓風淬冷卻至室溫；
[0035]7)進爐時效處理，室溫升溫至200°C，升溫時間15?20min，保溫時間180min，斷
電降溫至室溫。
[0036]如圖2所示，本發明所述的一體化工藝所使用的夾具包括下蓋1、上蓋A2和設置在上蓋A2上方的上蓋B3，採用兩個上蓋獨立壓緊是為了解決產品不同高度釺焊面的壓力問題。所述下蓋I包括本體和耳部，下蓋I本體四個角上及耳部上設置有立杆4，上蓋A2和上蓋B3上設置有與立柱4相對應的安裝孔，立柱4上設置有帶圈彈簧5，為了使熱量能更快地傳遞到產品上，在產品釺焊過程中可以使產品均溫性更好，縮短產品升溫所需時間，在熱處理過程中利於風淬將產品的溫度快速均勻降低，在所述下蓋1、上蓋A2和上蓋B3上設置有若干個鏤空孔。裝夾產品時，通過撬槓將套在立杆4上的帶圈彈簧5壓緊兩個上蓋從而壓緊產品，在降溫時通過帶圈彈簧5持續施加夾緊力，保證產品在整個熱處理過程中不發生變形。
[0037]所述立杆4是通過焊接方式設置在下蓋I本體四個角上及耳部上。
[0038]為了方便安裝和拆卸，在所述下蓋1、上蓋A2上設置手柄6。
[0039]採用本發明所述的工藝方法和夾具生產4批共40套鋁合金氣路板為例，具體的試驗數據如下:
[0040]試驗條件:
[0041]表I
[0042]
【權利要求】
1.鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，其特徵在於:真空釺焊和熱處理為一體化工藝，具體工藝參數如下: 1)從室溫加熱至400°C，升溫時間35?40min，保溫時間60_80min，真空度>8.0XKT2Pa ； 2)從400°C加熱至530 °C，升溫時間15?20min，保溫時間60_80min，真空度>8.0XKT3Pa ； 3)從530°C加熱至565 °C，升溫時間10?15min，保溫時間60_80min，真空度>4.5 X KT3Pa ； 4)從565°C加熱至610°C，升溫時間lOmin，保溫時間10?20min，真空度>3.0XKT3Pa ； 5)從610°C降溫至605°C，降溫時間5min，保溫時間10?15min，斷電降溫，產品工件溫度達到590?595 0C ； 6)降溫至540°C，出爐高壓風淬冷卻至室溫； 7)進爐時效處理，室溫升溫至200°C，升溫時間15?20min，保溫時間180min，斷電降溫至室溫。
2.如權利要求1所述的鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，其特徵在於:此一體化工藝所使用的夾具包括下蓋(I)、上蓋A(2)和設置在上蓋A(2)上方的上蓋B(3)，所述下蓋(I)包括本體和耳部，下蓋(I)本體四個角上及耳部上設置有立杆(4)，上蓋A(2)和上蓋B(3)上設置有與立柱(4)相對應的安裝孔，立柱(4)上設置有帶圈彈簧(5)，所述下蓋(I)、上蓋A(2)和上蓋B(3)上設置有若干個鏤空孔。
3.如權利要求2所述的鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，其特徵在於:所述立杆(4)是通過焊接方式設置在下蓋(I)本體四個角上及耳部上。
4.如權利要求2或3所述的鋁合金氣路板真空釺焊及熱處理一體化工藝，其特徵在於:所述下蓋(I)、上蓋A(2)上設置有手柄(6)。
【文檔編號】B23K37/04GK104002005SQ201410267247
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】朱單單, 馮學文, 沈鵬, 曹天琴 申請人:貴州永紅航空機械有限責任公司