專利名稱：鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備及其淬火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁鎂硅系鋁合金冷拉管的熱處理設(shè)備及其方法，屬于有色金屬管材加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車連接管路用鋁鎂硅系鋁合金冷拉管通常需要進(jìn)行淬火處理，而目前采用的淬火方法大多為立式淬火，立式淬火采用的設(shè)備為立式淬火爐。立式淬火爐的缺陷是爐體很高，一般在10米以上，這對工廠的車間高度有一定的要求，同時(shí)需要安裝專用的行車進(jìn)行產(chǎn)品吊運(yùn)，爐體太高對設(shè)備的維修維護(hù)也造成一定的困難。立式淬火操作過程為先在鋁管頭部鉆一個(gè)孔，再用鐵絲穿在孔中連成一捆后固定在料盤上，然后用行車將料盤吊起放入冷卻井中，最后通過立式淬火爐內(nèi)的提料機(jī)構(gòu)再將料盤吊起后懸掛在立式淬火爐中進(jìn)行加熱，到達(dá)設(shè)定溫度和保溫時(shí)間后再將鋁材轉(zhuǎn)移至冷卻井上方下水進(jìn)行淬火。淬火后再將料盤從冷卻井中吊出。從上可以看出立式淬火方法存在以下弱點(diǎn)1.淬火前需對鋁管頭部進(jìn)行打孔，完成淬火后需切除頭部，此種加工方法耗費(fèi)人力工時(shí)且影響生產(chǎn)效率及成品率。 2.因升溫時(shí)間較長，鋁管長時(shí)間置于高溫下其表面氧化嚴(yán)重，導(dǎo)致淬火后鋁管表面發(fā)黑，晶粒偏大，不能滿足客戶的表面要求；3.立式淬火爐體積龐大，加熱到一定溫度耗能很大，為節(jié)省能源，不適用于小批量產(chǎn)品的淬火，且裝料卸料操作復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種爐體低、生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量好、能耗低、能連續(xù)上料的鋁鎂硅系鋁合金冷拉管的熱處理設(shè)備及其方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備，包括傳動系統(tǒng)，還包括依次連接的進(jìn)料臺、 臥式加熱爐、淬火系統(tǒng)、出料臺，傳動系統(tǒng)包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和托輥傳動鏈，托輥傳動鏈包括蝸輪和蝸桿，蝸輪連接托輥的一端，托輥的另一端安裝在軸承座上，托輥依次排列貫穿進(jìn)料臺、臥式加熱爐、淬火系統(tǒng)、出料臺，在臥式加熱爐內(nèi)的托輥的上、下方對稱均勻放置電熱管，電熱管與托輥平行排列，淬火系統(tǒng)包括去離子冷卻水進(jìn)出管路、壓力泵、冷卻水收集裝置、噴嘴和噴桿，噴嘴安裝在噴桿上，噴桿安裝在淬火系統(tǒng)中的托輥的上、下方，與托輥平行排列。一種利用上述的鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備的淬火方法，其特征在于包括如下步驟(1)淬火前鋁表面用航空油或清洗劑清洗干凈；(2)鋁管被單層平鋪在旋轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng)的托輥上；(3)鋁管依靠與托輥的摩擦力向前運(yùn)動，進(jìn)入臥式加熱爐；(4)鋁管在臥式加熱爐內(nèi)被加熱至要求的溫度，溫度范圍為510-540度，并保溫 5-10分鐘；
(5)然后鋁管進(jìn)入淬火系統(tǒng)形成的淬火區(qū)進(jìn)行淬火冷卻，冷卻時(shí)采用電導(dǎo)率 (lOOUs/N的去離子水作為淬火冷卻介質(zhì)；安裝在噴桿上的噴嘴連續(xù)高壓噴射出的水珠、 水霧將鋁管進(jìn)行冷卻，鋁管在30秒內(nèi)被快速冷卻至30度以下；噴桿的進(jìn)水口壓力控制在 2-2. 5MPa，從噴嘴噴出的水珠、水霧呈向外噴射狀，噴射角為50-70度，噴射到鋁管表面的水珠保持有0. 5MPa的壓力；(6)鋁管通過托輥到達(dá)由出料臺組成的收料區(qū)。有益效果在本發(fā)明的淬火設(shè)備中，因爐體高度可以小于2米，設(shè)備的維修和維護(hù)比較容易，同時(shí)對車間無特別的高度要求。不影響車間行車的正常運(yùn)行。因設(shè)備的裝料區(qū)、 加熱區(qū)、淬火區(qū)及收料區(qū)是處于同一水平直線上的，鋁管依靠與托輥的摩擦力完成整個(gè)過程到達(dá)收料區(qū)，這樣既避免了鋁管頭部鉆孔又實(shí)現(xiàn)了連續(xù)上料連續(xù)淬火的目的，且使裝料收料操作簡單方便；因管端不需要鉆孔，故可以取消管端鉆孔及淬火后切除管端工序。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，淬火長度直接切割成客戶定制的產(chǎn)品長度而不是半成品長度，大大縮短了生產(chǎn)周期并提高了生產(chǎn)效率；因?yàn)槭沁B續(xù)上料連續(xù)淬火，所以鋁管的淬火長度允許范圍大且不影響生產(chǎn)效率。在本發(fā)明的淬火方法中，因鋁管在爐內(nèi)一直處于運(yùn)動狀態(tài)、與托輥無固定觸點(diǎn)、單層擺放，故實(shí)現(xiàn)了鋁管快速均勻升溫，使淬火后鋁管晶粒更細(xì)小，有利于改善鋁管的抗腐蝕性；因淬火后鋁管表面亮白，故不需要酸洗或堿洗來改善表面質(zhì)量，降低了成本且避免了對環(huán)境的污染。因淬火加熱時(shí)間短、淬火過程中無需料盤、裝料收料時(shí)不需要來回吊運(yùn)，故單位淬火鋁管所需耗能少，符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提倡的節(jié)能宗旨。
圖1是本發(fā)明中淬火設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中移除冷卻水收集裝置后的淬火區(qū)俯視示意圖及收料區(qū)俯視示意圖；圖中1-電機(jī)、2-減速機(jī)構(gòu)、3-托輥傳動鏈、4-托輥、5-爐門、6-電熱管、7-臥式加熱爐、8-第二爐門、9-冷卻水收集裝置、10-噴嘴、11-進(jìn)料臺、12-出料臺、13-鋁管、14-去離子冷卻水進(jìn)水管路、15-壓力泵、16-噴桿、17-傳動系統(tǒng)、18-淬火系統(tǒng)、20-蝸輪、21-蝸桿、22-軸承座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備，包括傳動系統(tǒng)17，還包括依次連接的進(jìn)料臺11、臥式加熱爐7、淬火系統(tǒng)18、出料臺12，傳動系統(tǒng)17包括電機(jī)1、減速機(jī)構(gòu)2和托輥傳動鏈3，托輥傳動鏈3包括蝸輪20和蝸桿21，蝸輪21連接托輥4的一端，托輥4的另一端安裝在軸承座22上，托輥4依次排列貫穿進(jìn)料臺11、臥式加熱爐7、淬火系統(tǒng)18、出料臺12， 在臥式加熱爐7內(nèi)的托輥4的上、下方對稱均勻放置電熱管6，電熱管6與托輥4平行排列， 淬火系統(tǒng)18包括去離子冷卻水進(jìn)出管路14、壓力泵15、冷卻水收集裝置9、噴嘴10和噴桿 16，噴嘴10安裝在噴桿16上，噴桿16安裝在淬火系統(tǒng)18中的托輥4的上、下方，與托輥4 平行排列。臥式加熱爐7的四周設(shè)有耐火保溫層，進(jìn)出口各裝有爐門5和第二爐門8，以減少
4熱量的損失；所有托輥4處于同一水平線上，托輥4的間距根據(jù)最小淬火鋁管長度自行設(shè)定；臥式加熱爐7采用全電加熱，爐內(nèi)設(shè)置有若干加熱元件-電熱管6，分布在托輥4上、下方，電熱管6的排列方式與托輥4平行并均勻排列在臥式加熱爐7內(nèi)；臥式加熱爐7被分成若干個(gè)加熱區(qū)，每個(gè)加熱區(qū)內(nèi)的電熱管6的加熱方式由可控硅單獨(dú)控制，確保爐溫控制精度；噴桿16安裝在淬火區(qū)托輥4的正上、下方，安裝方向與托輥4平行，噴桿16—端與冷卻水進(jìn)口管路連接。噴桿16安裝排數(shù)為4-6排，上下對稱，間距以噴嘴10噴出的水珠交叉為宜。壓力泵15將去離子冷卻水進(jìn)出管路14輸送的冷卻水加壓后輸送到噴桿16，噴桿16的進(jìn)水口壓力控制在2-2. 5MPa,以確保噴嘴10噴出的冷卻水的均勻性。冷卻水收集裝置9將冷卻水收集后重新處理后循環(huán)使用。一種利用上述的鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備的淬火方法，包括如下步驟(1)淬火前鋁表面用航空油或清洗劑清洗干凈；(2)鋁管被單層平鋪在旋轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng)的托輥4上；(3)鋁管依靠與托輥4的摩擦力向前運(yùn)動，進(jìn)入臥式加熱爐7 ；(4)鋁管在臥式加熱爐7內(nèi)被加熱至要求的溫度，溫度范圍為510-540度，并保持 5-10分鐘；(5)然后鋁管進(jìn)入淬火系統(tǒng)18形成的淬火區(qū)進(jìn)行淬火冷卻，冷卻時(shí)采用電導(dǎo)率 (lOOUs/N的去離子水作為淬火冷卻介質(zhì)；安裝在噴桿16上的噴嘴10連續(xù)高壓噴射出的水珠、水霧將鋁管進(jìn)行冷卻，鋁管在30秒內(nèi)被快速冷卻至30度以下；噴桿的進(jìn)水口壓力控制在2-2. 5MPa，從噴嘴10噴出的水珠、水霧呈向外噴射狀，噴射角為50-70度，噴射到鋁管表面的水珠保持有0. 5MPa的壓力；(6)鋁管通過托輥4到達(dá)由出料臺12組成的收料區(qū)。上述淬火方法，是利用鋁鎂硅系鋁合金固溶溫度寬、淬火敏感性低的特點(diǎn)進(jìn)行的， 情況說明(1)淬火前鋁管表面用航空煤油或適用于鋁制品的清洗劑清洗干凈，這是為了預(yù)防拉拔油在加熱過程中碳化粘附在鋁管表面導(dǎo)致淬火后鋁管表面變黑；(2)鋁管被單層平鋪在旋轉(zhuǎn)的托輥上，這是為了實(shí)現(xiàn)鋁管的快速加熱，降低鋁管晶粒在加熱保溫過程中的長大速度和時(shí)間，確保了淬火后鋁管的晶粒細(xì)小，提高鋁管的抗腐蝕性能；(3)鋁管被水平放置在旋轉(zhuǎn)的托輥上，依靠與旋轉(zhuǎn)托輥的摩擦力水平向前運(yùn)動，經(jīng)過加熱區(qū)和淬火區(qū)到達(dá)收料區(qū)，這使淬火前鋁管管端不需要鉆孔，這樣就取消了管端鉆孔及淬火后切除管端工序。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，淬火長度直接切割成客戶定制的產(chǎn)品長度而不是半成品長度，大大縮短了生產(chǎn)周期并提高了生產(chǎn)效率；且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)上料連續(xù)淬火，所以鋁管的淬火長度允許范圍大且不影響生產(chǎn)效率。(4)鋁管進(jìn)入淬火裝置形成的淬火區(qū)進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)采用電導(dǎo)率彡lOOUs/N 的去離子水，避免含Ca、Mg離子的普通冷卻水淬火后會在鋁管表面形成白斑影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。安裝在噴桿16上的噴嘴10連續(xù)高壓噴射出的水珠、水霧，鋁管在30秒內(nèi)被快速冷卻至30度以下；噴射到鋁管表面的水珠還保持有0. 的壓力，可以打破冷卻介質(zhì)與高溫鋁管表面接觸時(shí)產(chǎn)生的蒸汽覆蓋層，提高鋁管的淬透性。實(shí)施例1
將材質(zhì)6063、規(guī)格Φ 12*1. 5*1000的拉拔管采用本發(fā)明的淬火方法進(jìn)行淬火，熱處理參數(shù)設(shè)定溫度520°C，加熱時(shí)間12. 3分鐘。抽樣數(shù)量5支比較實(shí)施例1 將材質(zhì)6063、規(guī)格Φ 12*1. 5*1000的拉拔管采用原來的立式淬火方法進(jìn)行淬火，熱處理參數(shù)設(shè)定溫度520°C，加熱時(shí)間60分鐘。抽樣數(shù)量5支。淬火后2天測試的性能測試結(jié)果見下表
檢測項(xiàng)實(shí)例1比較實(shí)例1g樣件1樣件2樣件3樣件4樣件5樣件1樣件2樣件3樣件4樣件5抗拉強(qiáng)185. 5186. 3185. 1187. 7184. 9180. 5179. 6180. 8181. 3182. 2度3493474635(MPa)屈服強(qiáng)82. 5182. 9881. 7083. 1581. 4680. 6380. 2983. 5283. 9082. 38度(Mpa)伸長率30. 5293030302930293030(A%)硬度54. 455. 254. 155. 753. 852. 451. 853. 254. 653. 9HV5晶粒尺32. 223. 129. 330. 428. 440. 545. 738. 239. 643. 6寸—(um)表面顏銀白銀白銀白銀白銀白苗里 β^ >、>、褐色^ 里褐色褐色色色色色色色色色實(shí)施例2 將材質(zhì)6061、規(guī)格Φ 20*1. 8*1000的拉拔管采用本發(fā)明的淬火方法進(jìn)行淬火；熱處理參數(shù)加熱溫度535 °C，加熱時(shí)間15. 6分鐘。抽樣數(shù)量5支比較實(shí)施例2 將材質(zhì)6063、規(guī)格Φ 20*1. 8*1000的拉拔管采用立式淬火方法進(jìn)行淬火；熱處理參數(shù)加熱溫度535 °C，加熱時(shí)間60分鐘。抽樣數(shù)量5支。淬火后2天測試的性能測試結(jié)果見下表
權(quán)利要求
1.一種鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備，包括傳動系統(tǒng)(17)，其特征在于還包括依次連接的進(jìn)料臺(11)、臥式加熱爐(7)、淬火系統(tǒng)(18)、出料臺(12)，傳動系統(tǒng)(17)包括電機(jī)(1)、減速機(jī)構(gòu)(2)和托輥傳動鏈(3)，托輥傳動鏈(3)包括蝸輪(20)和蝸桿(21)，蝸輪 (21)連接托輥(4)的一端，托輥(4)的另一端安裝在軸承座(22)上，托輥(4)依次排列貫穿進(jìn)料臺(11)、臥式加熱爐(7)、淬火系統(tǒng)(18)、出料臺(12)，在臥式加熱爐(7)內(nèi)的托輥(4) 的上、下方對稱均勻放置電熱管(6)，電熱管(6)與托輥(4)平行排列，淬火系統(tǒng)(18)包括去離子冷卻水進(jìn)出管路(14)、壓力泵(15)、冷卻水收集裝置(9)、噴嘴(10)和噴桿(16)，噴嘴(10)安裝在噴桿(16)上，噴桿(16)安裝在淬火系統(tǒng)(18)中的托輥(4)的上、下方，與托輥(4)平行排列。
2.一種利用權(quán)利要求1所述的鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備的淬火方法，其特征在于包括如下步驟(1)淬火前鋁表面用航空煤油或清洗劑清洗干凈；(2)鋁管被單層平鋪在旋轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng)的托輥(4)上；(3)鋁管依靠與托輥(4)的摩擦力向前運(yùn)動，進(jìn)入臥式加熱爐(7)；(4)鋁管在臥式加熱爐(7)內(nèi)被加熱至要求的溫度，溫度范圍為510-540度，并保持 5-10分鐘；(5)然后鋁管進(jìn)入淬火系統(tǒng)(18)形成的淬火區(qū)進(jìn)行淬火冷卻，冷卻時(shí)采用電導(dǎo)率 (lOOUs/N的去離子水作為淬火冷卻介質(zhì)；安裝在噴桿(16)上的噴嘴(10)連續(xù)高壓噴射出的水珠、水霧將鋁管進(jìn)行冷卻，鋁管在30秒內(nèi)被快速冷卻至30度以下；噴桿的進(jìn)水口壓力控制在2-2. 5MPa，從噴嘴(10)噴出的水珠、水霧呈向外噴射狀，噴射角為50-70度，噴射到鋁管表面的水珠保持有0. 5MPa的壓力；(6)鋁管通過托輥(4)到達(dá)由出料臺(12)組成的收料區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁鎂硅系鋁合金冷拉管淬火設(shè)備以及利用該設(shè)備的淬火方法，包括傳動系統(tǒng)，還包括依次連接的進(jìn)料臺、臥式加熱爐、出料臺、淬火系統(tǒng)、出料臺，傳動系統(tǒng)包括電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和托輥傳動鏈，托輥傳動鏈依次排列貫穿進(jìn)料臺、臥式加熱爐、出料臺、淬火系統(tǒng)、出料臺，在臥式加熱爐內(nèi)的托輥傳動鏈上的托輥的上、下對稱放置電熱管，電熱管的排列方式與托輥平行，鋁管的裝料區(qū)、加熱區(qū)、淬火區(qū)及收料區(qū)處于同一水平直線上，鋁管一直處于運(yùn)動狀態(tài)，鋁管依靠與旋轉(zhuǎn)的托輥傳動鏈上的托輥之間的摩擦力向前移動，在前移過程中完成加熱和淬火最后到達(dá)收料區(qū)，這樣既避免了鋁管頭部鉆孔又實(shí)現(xiàn)了連續(xù)上料連續(xù)淬火的目的，且使裝料收料操作簡單方便，淬火過程耗能少。
文檔編號C22F1/05GK102418056SQ20111038235
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月26日
發(fā)明者丁巖, 周益新, 周福海, 彭俊芳 申請人:江蘇亞太輕合金科技股份有限公司