铝合金板的淬火装置及方法制造方法及图纸

铝合金板的淬火装置，包括辊道、保温装置、上支架、下支架、喷嘴排，所述辊道由多个平行安装的由电机和传动装置驱动的辊子组成；所述保温装置设置在辊道的一端；所述上、下支架分别安装在辊道上、下方；所述喷嘴排安装在设于上、下支架上的轨道上；所述喷嘴排通过装有开关阀、流量计和压力计的管路与加压装置相连。实施上述装置进行铝合金板淬火的方法，首先将铝合金板送入辊道一端的保温装置内，然后，调整喷嘴排位置及喷嘴排上喷嘴中冷却介质流量密度、压力，使铝合金板在辊道上依次通过喷嘴排；本发明专利技术结构简单合理，操作使用方便，可根据铝合金板的尺寸实现对喷射介质的压力、流量和喷射角度的实时动态调整，有效提高铝合金板淬透深度，降低淬火残余应力；适于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可热处理强化铝合金板的淬火处理，特别是指一种铝合金 板的淬火装置及方法，属于有色金属材料热加工

技术介绍
铝合金板淬火冷却时厚度方向从表面到中心的冷却速度差异一方面使 厚度方向的性能均匀性与稳定性变差，另一方面又会在板材中产生较大的 淬火残余应力。因此，铝合金板淬火既要提高淬透深度，又要减小淬火后 的残余应力，这两方面的要求往往是矛盾的，如将铝合金材料或构件放入 表面换热效率高的冷却介质池中淬火或采用向铝合金材料表面喷射冷却介 质的方法淬火等，虽然有助于提高铝合金板的淬透深度，但会造成板中形 成很大的残余应力。现有铝合金板的淬火技术对于控制铝合金板表面换热 特性达到既提高铝合金板中心的冷却速度，又能使板表面与厚度中心的冷 却速度差最小，既提高铝合金板淬透性、又降低其残余应力的技术方案关 注不够，本专利技术在研究了铝合金材料表面换热规律的基础上，建立了既提 高铝合金板淬透深度，又降低淬火残余应力的淬火装置与方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单合理、操作使用方便、能有效提 高铝合金板淬透深度，降低淬火残余应力的。 本专利技术一铝合金板淬火装置包括辊子、保温装置、上支架、下支架、喷嘴排，所述辊子至少有4个，平行安装组成辊道，所述辊子由电机和传 动装置驱动且相邻两个辊子之间的间隙至少为300mm;所述保温装置设置在 辊道的一端；所述上支架、下支架分别安装在辊道上、下方且沿辊道平面 法线方向高度可调；所述喷嘴排至少有4对，分别安装在上、下支架上， 所述喷嘴排既可以绕自身轴线转动也可以沿所述上、下支架轴向移动，所述喷嘴排至少设有一个喷嘴；所述喷嘴排通过装有开关阀、流量计和压力 计的管路与冷却介质的加压装置相连，喷射的液态冷却介质可以收集在介 质存储池中，供给液态加压装置循环使用。本专利技术一 铝合金板的淬火装置中，所述喷嘴排的喷嘴射出的冷却介质 的方向与辊道平面夹角为45° 90° 。本专利技术--铝合金板的淬火装置中，所述喷嘴出口与处于辊子上的待淬 火铝合金板表面的垂直距离为50 150mm。本专利技术一 铝合金板的淬火装置中，所述加压装置为水泵和/或空气压 縮机。本专利技术--采用上述装置进行铝合金板淬火的方法，包括如下步骤A、 将经过固溶处理的铝合金板送入辊道一端的保温装置内，调整喷嘴 排位置，使喷嘴射出的冷却介质的方向与辊道平面夹角为45° 90° ，使 喷嘴出口与处于辊子上的待淬火铝合金板表面的垂直距离为50 150mm;B、 分别调整每对喷嘴排上喷嘴中冷却介质流量密度、压力，① 第一类喷嘴排所喷射冷却介质的流量密度为0. 01 10L/(m2 s)，压 力为0. 5 0. 8MPa，② 第二类喷嘴排所喷射冷却介质的流量密度为20 60 L/(m、s)，压 力为O. 05 0. 3MPa，③ 第三类喷嘴排所喷射冷却介质的流量密度为0.1 15L/(m2*s)，压 力为0. 3 0. 6MPa，④ 第四类喷嘴排所喷射冷却介质的流量密度为25 150L/(m2*s)，压 力为0. 01 0. 3MPa;C、 通过电机和传动装置驱动辊子使铝合金板在辊道上以10 800mm/s 的速度依次通过上述四类流量、压力与喷射角度具有不同特征的喷嘴排， 所获铝合金板明显提高了淬透深度，降低了残余应力。本专利技术一 铝合金板的淬火方法中，所述喷嘴所喷射冷却介质的压力、 流量和喷射角度可以手动控制，也可以电动控制。本专利技术--铝合金板的淬火方法中，根据铝合金板在辊道上的移动速 度，可在所述四类喷嘴排各自的后续邻近位置添加相同类型的喷嘴排。本专利技术一 铝合金板的淬火方法中，所述冷却介质为水和/或压縮空气。 本专利技术一 铝合金板的淬火方法中，所述喷嘴排射出的冷却介质在所述辊子轴线方向上覆盖的尺寸至少比铝合金板的宽度大20mm。本专利技术的优点及工作原理简述于下 本专利技术所述铝合金板淬火装置可在铝合金板淬火的不同时间段上对喷射的 冷却介质的压力、流量和喷射角度方便地进行动态调整；专利申请人的大 量研究表明，采用喷射冷却介质对铝合金材料进行冷却，当铝合金材料表 面层温度为90 15(TC时，铝合金材料表面层的换热效率高于其它温度区间 的；当铝合金材料表面层温度高于约15(TC时，在铝合金材料表面形成的气 膜会降低冷却介质与铝合金材料间的换热效率，而当铝合金材料表面层温 度低于约9(TC时，铝合金材料与冷却介质间的温差变小，也会降低冷却介 质与铝合金材料间的换热效率；本专利技术根据铝合金材料表面换热效率与表 面层温度之间的关系，采用分四个阶段喷射压力、流量密度不同的冷却介 质的工艺方法，将铝合金板淬火时的表面层温度控制在90 15(TC内，使冷 却介质与铝合金材料间的换热效率处于较高的状态；提高铝合金板厚向的 淬透深度，同时可在铝合金板厚度方向上获得较均匀的冷却速度，减小铝 合金板的淬火残余应力。综上所述，本专利技术结构简单合理，操作使用方便， 采用水或空气作为淬火介质，简便易行，且不会污染环境；同时，水能循 环利用，有利于节约水资源；根据铝合金板的尺寸实现对喷射介质的压力、 流量和喷射角度的实时动态调整，有效提高铝合金板淬透深度，降低淬火 残余应力；适于工业化应用，为铝合金板材性能的提升提供了一种切实可 行的热处理装置及方法。 附图说明附图1是实施本专利技术铝合金板淬火方法的装置主剖视图。 附图2为图1的俯视图；附图3是测量铝合金板淬透深度的示意图；具体实施方式，参见附图1、 2:从图l、 2可以看出，本专利技术的铝合金板淬火装置包括辊子l、保温装 置5、上支架、下支架6、喷嘴排8，所述辊子1至少有4个，平行安装组 成辊道，所述辊子1由电机3和传动装置4驱动且相邻两个辊子1之间的 间隙至少为300mm;所述保温装置5设置在辊道的一端；所述上支架、下支 架6分别安装在辊道上、下方且沿辊道平面法线方向高度可调；所述喷嘴 排8至少有4对，分别安装在上、下支架6上，所述喷嘴排8既可以绕自 身轴线转动也可以沿所述上、下支架6轴向移动，所述喷嘴排8至少设有 一个喷嘴；所述喷嘴排8通过装有开关阀13、流量计14和压力计15的管 路与冷却介质的加压装置相连，喷射的液态冷却介质可以收集在介质存储 池17中，供给液态加压装置循环使用。本专利技术-一 铝合金板的淬火装置中，所述喷嘴排8的喷嘴射出的冷却 介质的方向与辊道平面夹角为45。 90° 。本专利技术---铝合金板的淬火装置中，所述喷嘴出口与处于辊子l上的 待淬火铝合金板表面的垂直距离为50 150腿。本专利技术一-铝合金板的淬火装置中，所述加压装置为水泵或者是空气 压縮机中的一种，通过与水泵相连的开关阀或与空气压縮机相连的开关阀 可以选择冷却介质。用上述装置对铝合金板进行淬火处理的具体实施步聚为1、 将经过固溶处理的铝合金板送入辊道一端的保温装置5内，调整喷 嘴排8的位置，使喷嘴射出的冷却介质的方向与辊道2平面夹角为45° 90° ，使喷嘴出口与处于辊子1上的待淬火铝合金板21表面的垂直距离为 50 100腿；2、 分别调整每对喷嘴排上喷嘴中冷却介质流量密度、压力， ①第一类喷嘴排所喷射冷却介质的流量密度为0. 01 10L/(m2 s)，压力为O. 5 0. 8MPa，7②第二类喷嘴排所喷射冷却介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝合金板淬火装置包括辊子、保温装置、上支架、下支架、喷嘴排，所述辊子至少有４个，平行安装组成辊道，所述辊子由电机和传动装置驱动且相邻两个辊子之间的间隙至少为３００ｍｍ；所述保温装置设置在辊道的一端；所述上支架、下支架分别安装在辊道上、下方且沿辊道平面法线方向高度可调；所述喷嘴排至少有４对，分别安装在上、下支架上，所述喷嘴排既可以绕自身轴线转动也可以沿所述上、下支架轴向移动，所述喷嘴排至少设有一个喷嘴；所述喷嘴排通过装有开关阀、流量计和压力计的管路与冷却介质的加压装置相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新明，邓运来，张勇，熊创贤，万里，曹盛强，刘胜胆，张劲，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]