[发明专利]一种钳式紧凑型在线淬火系统

说明书

技术领域

本发明属于金属压力加工制造技术领域，具体涉及到一种新型的铝合金挤压型材在线淬火系统。

背景技术

可热处理强化型铝合金挤压型材，挤压成形后通常都要有固溶处理和淬火工序，才能使之获得较强的时效强化能力。为了让合金中强化元素充分溶入合金基体，获得理想的过饱和固溶体，使合金具有强的时效强化能力，一方面，要求其挤压型材在不过烧（即局部熔化）的前提下达到足够高的固溶处理温度并保温足够的时间，另一方面，还要求固溶处理后快速冷却（即短的淬火转移时间和快的淬火冷却速度）获得理想的过饱和固溶体。传统的淬火热处理工艺流程是在立式淬火炉中进行的，将挤压成型后的型材冷却至室温，然后重新加热至淬火温度进行淬火热处理。这一工艺的缺点是设备投资大、能耗高、生产流程长、生产效率低。但发展在线淬火工艺又存在三个不利的问题：其一，型材由挤压出口出来时温度低，达不到该产品固溶处理温度，因此需要在挤压出口至喷水冷却之间增加一高效加热装置，使型材在行进过程被加热到固溶处理温度；其二，挤压型材向前行进速度较慢而且铝合金散热又快，导致喷水冷却之前其产品温度已下降较多，达不到淬火的目的，因此要求喷水冷却部位尽可能接近高效加热部位，缩短淬火转移时间，增大型材内冷却的温度梯度；其三，若在线高效加热使挤压型材达到所要求的固溶处理温度，型材将软化易发生弯曲，需要有合适的导位和牵引。尽管存在这些问题，由于挤压型材的在线淬火不仅缩短工艺流程、节能，而且还能更多的保持挤压型材的挤压效应提高型材的使用性能，因而发展在线淬火系统应该是必然的趋势。

中国专利申请案200510002380.3公开了一种《7075铝合金型材在线淬火方法》；200710014141.9公开了一种《固溶热处理用在线淬火装置》，而中国实用新型专利20092019 0353.7则公开了《一种铝合金型材的在线淬火装置》，这些在线淬火装置（或系统）虽然都是为实施合金热加工在线淬火而设计的，然而他们的加热炉底部是固定的，而且淬火水槽距加热炉较远，即对型材喷水冷却部位至对其加热部位之间的距离较大（加热炉与喷水冷却装置之间不紧凑），淬火转移时间较长，型材内冷却的温度梯度较小。考虑到要使一定速度行进的型材获得高效加热，加热炉的炉温将超过合金型材的熔点，上述这种固定的加热炉底部若超过型材的熔点，就无法解决高效加热与“合金过烧或熔化”之间的矛盾。也就达不到使以一定速度行进的合金型材得到良好固溶处理的效果；而固定的水槽其喷水口距型材的距离较大，喷水冷却在型材表面上的冷却点界限不清，造成型材被激烈冷却之前已被轻微冷却，因此淬火效果不佳。加之他们都没有设计导位和牵引装置，不能有效地限制挤压型材在高效加热和淬火过程发生弯曲和扭曲变形的程度。

发明内容

本发明针对上述发明创造的缺点，发明人在多年理论与实验研究的基础上提出了一种加热温度高、冷却效果好、并能降低型材弯曲程度的带有导位和牵引装置的钳式紧凑型在线淬火系统，它能够确保获得合金中固溶体成分均匀、淬火后不出现次生相和产品不发生较大扭曲变形的最佳淬火效果。

本发明所提出的钳式紧凑型在线淬火系统，包括加热炉、噴射式 冷却装置，其特征在于：

（一） 加热炉采用可上下启闭、并能在垂直于挤压方向作水平移动的结构；

（二）喷射式冷却装置也采用上下启闭、并能在垂直于挤压方向作水平移动的结构，而且喷射式冷却装置紧靠加热炉贴近挤压型材表面；

（三） 另加有带牵引作用的多辊式导向装置。

本发明的钳式紧凑型在线淬火系统，加热炉所采用的上下启闭、并能在垂直于挤压方向作水平移动的机构是钳式结构。

本发明的钳式紧凑型在线淬火系统，喷射式冷却装置所采用的上下启闭、并能在垂直于挤压方向作水平移动的机构是钳式结构，其内部安置环绕型材四周的喷射冷却管，而且喷射方向可在与挤压型材前进方向成90°～5°范围内调节。

本发明的钳式紧凑型在线淬火系统，其多辊式导向装置前部采用夹钳式结构，嵌合部的尺寸规格可以作无级调节。

本发明的加热炉其炉膛内壁至型材外表面的距离为30～200毫米，炉膛长度为0.5～1.5米，炉膛的的瞬时加热温度最高时可高于铝合金的熔点。

本发明的喷射式冷却装置的前端冷却点（即第一个喷射冷却管管口）与加热炉出口的距离为20～200毫米，与型材表面的距离为20～100毫米。