一种铝型材时效处理工艺及时效处理装置

摘要

本发明涉及铝型材生产技术领域，尤其涉及一种铝型材时效工艺和处理装置，该装置包括时效炉，所述时效炉顶部的一侧固定连接有驱动箱，所述驱动箱内部的一侧固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过联轴器固定连接有转动轴，所述转动轴的一端通过轴承座与驱动箱的内壁转动连接，所述转动轴外表面的两侧均固定套接有收纳轮，所述收纳轮上固定缠绕有拉绳，所述拉绳的底部固定连接有固定块，所述固定块的底部固定连接有炉门，所述时效炉的输入端设有炉口。本发明的工艺通过快速升温到时效温度以及缩短保温时间，有利于铝型材缺陷消除和原子偏析，同时还可以避免铝型材中晶粒粗大，提高铝型材的强度同时保证其韧性不下降。

说明书

技术领域

本发明涉及铝型材生产技术领域，具体为一种铝型材时效处理工艺及时效处理装置。

背景技术

目前，铝型材在工业领域里广泛应用是军用工业和民用工业的基础材料，时效处理指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。

现有的工业铝型材在时效处理时，存在热处理时间长、过加热以及保温时间过长等问题，且在取出铝型材时，会导致时效炉内的热量散发较快，后期加热时间长，耗能大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝型材时效处理工艺及时效处理装置，具备升温快、效率高的优点，解决了现有的工业铝型材在时效处理时，存在热处理时间长、过加热、保温时间过长及取料时炉内热量散发快的问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供如下技术方案：一种铝型材时效处理装置，包括时效炉，所述时效炉顶部的一侧固定连接有驱动箱，所述驱动箱内部的一侧固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过联轴器固定连接有转动轴，所述转动轴的一端通过轴承座与驱动箱的内壁转动连接，所述转动轴外表面的两侧均固定套接有收纳轮，所述收纳轮上固定缠绕有拉绳，所述拉绳的底部固定连接有固定块，所述固定块的底部固定连接有炉门，所述时效炉的输入端设有炉口，所述炉门位于炉口的正面。

进一步地，所述驱动箱顶部的一侧通过螺钉固定连接有检修板，所述驱动箱和转动轴位于检修板的正下方。

进一步地，所述转动轴外表面的两侧均转动套接有转套，所述转套的底部固定连接有支杆，所述支杆的底部固定连接在驱动箱的内底壁。

进一步地，所述时效炉靠近炉口一侧的两端均固定连接有导向条，所述炉门背面的两侧均固定连接有导向块，所述导向块滑动连接在导向条的外侧。

进一步地，所述时效炉正面的中部嵌设有观测窗，所述时效炉正面的右下角固定连接有控制器，所述控制器与时效炉内的电器元件电连接。

进一步地，所述炉门的底部设有搭接板，所述搭接板固定连接在时效炉上，且搭接板的顶部与炉口的内底壁齐平，所述炉门的底部固定连接有固定杆，所述固定杆的底部固定连接有底板。

该发明改进了炉门的开合方式，采用上下移动的开合，可以根据铝型材的高度将炉门提升，最大程度上减少时效炉内热量的流失，直接的对时效炉内热量进行阻隔，同时，无需在炉口留有足够的空间来供炉门开启，可以在炉口处备好下一炉需要进行时效处理的铝型材，提高时效炉生产效率。

一种铝型材时效处理工艺，包括以下步骤：

S1、对铝型材进行固溶处理，铝型材固溶处理后装入至时效炉内进行时效处理，以30-50℃/h的升温速度将时效炉的炉温升到165-180℃℃，保温1-2小时；

S2、切断时效炉的电源，铝型材在时效炉内随炉降温至110-120℃，保温1-2小时；

S3、保温时间一到，铝型材即出炉，出炉时应先关风机电源，再打开炉门，将铝型材拖出采用强风冷却；

S4、铝型材温度降到50-70℃时，降低风速后继续冷却至常温。

进一步的，所述步骤S1中该铝型材化学成分组成为（wt%): Si：0.70%-1.4%、Fe：≤0.15%、Cu： 0.60％-1.0%、Mn： 0.50%-0.80%、Mg： 0.60％-1.20%、Ti：≤0.015%、其它单个：≤0.05%、余量的铝。

进一步地，步骤S3强风的速度控制在50-60Km/h。

进一步地，步骤S4风的速度控制在30-40Km/h。

进一步地，所述在固溶处理前，将铝型材的生产检验随行卡取下，切实保护好，并将该批次铝型材的编号、合金牌号、状态、产品型号、重量、支数、时效炉号等填写入时效原始记录中。

进一步地，所述在时效处理过程中，应当在上一炉出炉前将下一炉料备好放在时效炉旁，以便铝型材一出炉马上可以将下一炉铝型材装炉时效，提高时效炉生产效率。

进一步地，所述在时效处理过程中，应经常时效炉的监控燃烧系统是否正常和控制器上温度显示是否正确。

借由上述技术方案，本发明针对特定成分的铝型材提供了一种特定的铝型材时效处理工艺及时效处理装置，至少具备以下有益效果：

1、该发明，通过快速升温到时效温度以及缩短保温时间，有利于铝型材缺陷消除和原子偏析，同时还可以避免铝型材中晶粒粗大，提高铝型材的强度同时保证其韧性不下降。

2、该发明，通过加热保温使铝型材的可溶相溶解，然后冷却保温，最后急冷，使大量强化相固溶在α固溶体内，获得过饱和固溶体，以提高铝型材的硬度、强度及抗蚀性。

3、该发明，还通过风冷速度的改变，进一步调整铝型材的显微组织和力学性能，使铝型材具有更好的强度和消除内应力。

总之，该发明可消除铝型材在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力，提高铝型材的机械强度和硬度，改善金相组织，使得铝型材有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分：

图1为本发明一种铝型材时效处理装置结构示意图；

图2为本发明一种铝型材时效处理装置图1的A处局部放大图；

图3为本发明一种铝型材时效处理装置驱动箱结构剖视图。

图中：1、时效炉；2、驱动箱；3、驱动电机；4、转动轴；5、收纳轮；6、拉绳；7、固定块；8、炉门；9、检修板；10、转套；11、支杆；12、导向条；13、观测窗；14、控制器；15、固定杆；16、底板；17、搭接板。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种铝型材时效处理装置，包括时效炉1，时效炉1顶部的一侧固定连接有驱动箱2，驱动箱2内部的一侧固定连接有驱动电机3，驱动电机3的输出端通过联轴器固定连接有转动轴4，转动轴4的一端通过轴承座与驱动箱2的内壁转动连接，转动轴4外表面的两侧均固定套接有收纳轮5，收纳轮5上固定缠绕有拉绳6，拉绳6的底部固定连接有固定块7，固定块7的底部固定连接有炉门8，时效炉1的输入端设有炉口，炉门8位于炉口的正面。

驱动箱2顶部的一侧通过螺钉固定连接有检修板9，驱动箱2和转动轴4位于检修板9的正下方，转动轴4外表面的两侧均转动套接有转套10，转套10的底部固定连接有支杆11，支杆11的底部固定连接在驱动箱2的内底壁，时效炉1靠近炉口一侧的两端均固定连接有导向条12，炉门8背面的两侧均固定连接有导向块，导向块滑动连接在导向条12的外侧，时效炉1正面的中部嵌设有观测窗13，时效炉1正面的右下角固定连接有控制器14，控制器14与时效炉1内的电器元件电连接，炉门8的底部设有搭接板17，搭接板17固定连接在时效炉1上，且搭接板17的顶部与炉口的内底壁齐平，炉门8的底部固定连接有固定杆15，固定杆15的底部固定连接有底板16。

改进了炉门8的开合方式，采用上下移动的开合，可以根据铝型材的高度将炉门8提升，最大程度上减少时效炉1内热量的流失，直接的对时效炉1内热量进行阻隔，同时，无需在炉口留有足够的空间来供炉门8开启，当工艺步骤S3将铝型材拖出后，可以将炉口处备好下一炉需要进行时效处理的铝型材即可进行处理，提高时效炉生产效率。

实施例一：

一种铝型材时效处理工艺，包括以下步骤：

S1、将化学成分组成为（wt%):Si为1.01％，Fe为0.08％，Cu为0.73％，Mn为0.51％，Mg为0.96％，Ni为0.01％，Zn为0.01％，Ti为0.012％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，余量为Al的铝型材固溶处理后装入至时效炉内进行时效处理，以30℃/h的升温速度将时效炉的炉温升到180℃，保温1小时；

S2、切断时效炉的电源，铝型材在时效炉内随炉降温至120℃，保温1小时，在时效处理过程中，应当在上一炉出炉前将下一炉料备好放在时效炉旁，以便铝型材一出炉马上可以将下一炉铝型材装炉时效，提高时效炉生产效率，在时效处理过程中，应经常时效炉的监控燃烧系统是否正常和控制器上温度显示是否正确；

S3、保温时间一到，铝型材即出炉，出炉时应先关风机电源，再打开炉门，将铝型材拖出采用强风冷却；

S4、铝型材温度降到50℃时，降低风速后继续冷却至常温。

步骤S3强风的速度控制在50Km/h。

步骤S3风速度控制在30Km/h。

实施例二：

一种铝型材时效处理工艺，包括以下步骤：

S1、将化学成分组成为（wt%): Si为0.93％，Fe为0.06％，Cu为0.71％，Mn为0.54％，Mg为0.87％，Ni为0.01％，Zn为0.01％，Ti为0.011％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，余量为Al的铝型材固溶处理后装入至时效炉内进行时效处理，以40℃/h的升温速度将时效炉的炉温升到175℃，保温1小时；

S2、切断时效炉的电源，铝型材在时效炉内随炉降温至115℃，保温2小时，在时效处理过程中，应当在上一炉出炉前将下一炉料备好放在时效炉旁，以便铝型材一出炉马上可以将下一炉铝型材装炉时效，提高时效炉生产效率，在时效处理过程中，应经常时效炉的监控燃烧系统是否正常和控制器上温度显示是否正确；

S3、保温时间一到，铝型材即出炉，出炉时应先关风机电源，再打开炉门，将铝型材拖出采用强风冷却；

S4、铝型材温度降到70℃时，降低风速后继续冷却至常温。

步骤S3强风的速度控制在55Km/h。

步骤S3风速度控制在35Km/h。

实施例三：

一种铝型材时效处理工艺，包括以下步骤：

S1、将化学成分组成为（wt%): Si为0.72％，Fe为0.05％，Cu为0.80％，Mn为0.64％，Mg为0.89％，Ni为0.01％，Zn为0.01％，Ti为0.012％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，余量为Al的铝型材固溶处理后装入至时效炉内进行时效处理，以50℃/h的升温速度将时效炉的炉温升到170℃，保温2小时；

S2、切断时效炉的电源，铝型材在时效炉内随炉降温至120℃，保温1小时，在时效处理过程中，应当在上一炉出炉前将下一炉料备好放在时效炉旁，以便铝型材一出炉马上可以将下一炉铝型材装炉时效，提高时效炉生产效率，在时效处理过程中，应经常时效炉的监控燃烧系统是否正常和控制器上温度显示是否正确；

S3、保温时间一到，铝型材即出炉，出炉时应先关风机电源，再打开炉门，将铝型材拖出采用强风冷却；

S4、铝型材温度降到70℃时，降低风速后继续冷却至常温。

步骤S3强风的速度控制在60Km/h。

步骤S3风速度控制在30Km/h。

通过以上处理设备和工艺，本发明实施例3的硬度在134-138HB间，屈服强度在371-376Mpa间，抗拉强度402-412Mpa间。

该发明，通过快速升温到时效温度以及缩短保温时间，有利于铝型材缺陷消除和原子偏析，同时还可以避免铝型材中晶粒粗大，提高铝型材的强度同时保证其韧性不下降。

该发明，通过加热保温使铝型材的可溶相溶解，然后冷却保温，最后急冷，使大量强化相固溶在α固溶体内，获得过饱和固溶体，以提高铝型材的硬度、强度及抗蚀性。

该发明，还通过风冷速度的改变，进一步调整铝型材的显微组织和力学性能，提高铝型材的强度同时保证其韧性。

总之，该发明可消除由于铝型材在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力，提高铝型材的机械强度和硬度，改善金相组织，使得铝型材有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。