[發(fā)明專利]一種鋁合金中厚板在線淬火方法及實(shí)施該方法的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009081.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102517526A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛春江;李周兵;孟范明;金玉成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶東方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/04
• 分類號(hào): C22F1/04;C21D9/00;C21D1/667
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴;劉倞芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金中厚板在線淬火方法及實(shí)施該方法的設(shè)備。

背景技術(shù)

鋁合金中厚板生產(chǎn)工藝包括以下流程：熔鑄，均勻化處理，鋸切銑面，加熱，熱軋，剪切，固溶熱處理，淬火，預(yù)拉伸，時(shí)效，鋸切，成品檢驗(yàn)。

傳統(tǒng)的鋁合金中厚板淬火工藝需要通過(guò)鋁板再加熱固溶處理+淬火的工藝實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)工藝采用離線主要是由于：1)固溶-淬火處理生產(chǎn)周期時(shí)間相比軋機(jī)生產(chǎn)能力而言太長(zhǎng)，成為了整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)瓶頸。2)需要一個(gè)中間庫(kù)用以存放熱軋板，從廠房布置上需要分離等。目前普遍使用的淬火方式為鹽浴爐加熱和空氣爐加熱兩種方式。

(1)鹽浴爐加熱

1)鹽浴爐加熱流程：硝鹽爐加熱→冷水淬火→硝酸蝕洗→冷水清洗。

2)鹽浴爐的特點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造及生產(chǎn)成本低，易于溫度控制；但安全性差，耗電量大，不易清理，常年處于高溫狀態(tài)，調(diào)溫周期長(zhǎng)。使用鹽浴爐熱處理具有加熱速度快、溫差小、溫度準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，充分滿足了工藝對(duì)加熱速度和溫度精度的要求，對(duì)板材的力學(xué)性能提供了保證。缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)移時(shí)間很難由人工準(zhǔn)確地控制在理想范圍內(nèi)，有不確定的因素；在水中淬火時(shí)，完全靠板片與冷卻水之間的熱交換而自然冷卻，形成了不均勻的冷卻過(guò)程，使得淬火后的板材內(nèi)部應(yīng)力分布很不均勻；板材變形較大，在隨后的精整過(guò)程中易造成表面擦、劃傷等缺陷，并且不利于板材的矯平；鹽浴加熱時(shí)，板面與熔鹽直接接觸，板面形成較厚的氧化膜，在淬火后的蝕洗過(guò)程中很容易形成氧化色(俗稱花臉)，影響表面的均一性。

(2)空氣爐加熱

1)空氣爐淬火流程：空氣加熱室→高壓冷水室→低壓冷水室。

2)空氣爐加熱特點(diǎn)：空氣爐的加熱方式分為輥底式空氣爐和吊掛式空氣爐兩種。目前國(guó)際上，最為先進(jìn)的淬火加熱爐型為輥底式空氣淬火加熱爐。用這種熱處理爐生產(chǎn)鋁合金淬火板，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、板材單片加熱及單片冷卻，可被均勻快速加熱，冷卻強(qiáng)度大、均勻性好，使得淬火板材具有優(yōu)良的綜合性能。缺點(diǎn)是相對(duì)鹽浴爐而言加熱過(guò)程升溫時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率有所降低。

輥底式淬火爐是現(xiàn)有的設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括以下區(qū)域：裝料輥道臺(tái)1；固溶處理區(qū)2；前強(qiáng)冷淬火區(qū)3；后弱冷淬火區(qū)4；干燥區(qū)5；卸料輥道臺(tái)6。其具備保溫裝置及淬火冷卻裝置，缺點(diǎn)是無(wú)法利用軋后余熱，能源消耗大；相對(duì)老式的鹽浴爐而言加熱過(guò)程升溫時(shí)間更長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。

現(xiàn)有的鋁合金型材的在線淬火方式，公開了利用擠壓后余熱進(jìn)行淬火的方法，不存在保溫操作和兩段式冷卻方式，型材在線淬火是基于鋁合金型材生產(chǎn)時(shí)由于熱擠壓后溫度本身較高，而且型材壁厚相比鋁合金中厚板而言很薄，在淬火過(guò)程中更容易淬透。因此實(shí)現(xiàn)在線淬火工藝的設(shè)備控制較簡(jiǎn)單，無(wú)補(bǔ)溫爐裝置及較為復(fù)雜的兩段式冷卻方式，而且僅適用于特定的鋁合金型材生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)的鋁合金中厚板離線再加熱淬火工藝，本發(fā)明提出了一種利用軋后余熱進(jìn)行在線直接淬火的新工藝。該工藝通過(guò)利用熱軋余熱和對(duì)淬火方式的改進(jìn)，省去了傳統(tǒng)的再加熱固溶熱處理和淬火的離線工藝的再加熱固溶熱處理過(guò)程，并將淬火裝置跨接在主軋線上，既節(jié)省能源，又提高生產(chǎn)效率。

本工藝需要在鋁板帶熱軋生產(chǎn)線上增設(shè)直接淬火裝置。增加該直接淬火裝置后，能夠生產(chǎn)市場(chǎng)上大部分熱處理可強(qiáng)化鋁合金中厚板，鋁板熱軋終了后在軋制作業(yè)線上實(shí)現(xiàn)直接淬火。這種工藝有效地利用了軋后余熱，有機(jī)地將變形與熱處理工藝相結(jié)合，從而有效地改善鋁板材的綜合性能。該工藝省去了離線再加熱工序，縮短工藝流程，節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本。因此，在線直接淬火工藝在鋁合金中厚板生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

一方面，本發(fā)明提供的一種鋁合金中厚板在線淬火方法，包括以下步驟：

A補(bǔ)溫：對(duì)經(jīng)過(guò)熱粗軋終軋溫度為350～430℃的鋁板進(jìn)行補(bǔ)溫操作，將溫度控制在450～550℃；

B保溫：對(duì)經(jīng)過(guò)補(bǔ)溫操作的鋁板進(jìn)行保溫操作，保溫時(shí)間30～100min；

C在線淬火：對(duì)經(jīng)過(guò)步驟A補(bǔ)溫操作和步驟B保溫操作的鋁板，或者對(duì)熱粗軋終軋溫度＞450℃的鋁板直接進(jìn)行淬火操作，其中該淬火采用兩段式冷卻方式，在第一階段將溫度急冷至290℃以下，在第二階段將溫度快冷至200～260℃，優(yōu)選快冷至230℃。

優(yōu)選地，所述保溫操作的保溫時(shí)間根據(jù)鋁合金厚板的類型進(jìn)行選擇。

優(yōu)選地，所述步驟C的在線淬火操作，第一階段采用水幕層流冷卻，第二階段采用壓力水傾斜噴射冷卻。

優(yōu)選地，所述步驟C的在線淬火操作，所述水幕層流冷卻和壓力水傾斜噴射冷卻的冷卻速度均可根據(jù)鋁合金中厚板的類型進(jìn)行控制。