[發明專利]一種防止鋁型材在線淬火變形的裝置

有效

• 申請號: 201610165221.3
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105648368B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 梅瑞斌;張欣;呂雅麗;包立;汪晉寬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙)11504
• 代理人: 宋林清

技術領域

本發明屬于鋁型材加工技術領域，特別涉及一種防止鋁型材在線淬火變形的裝置。

背景技術

現有技術中，如何對鋁型材進行淬火處理從而獲得性能優越，尺寸精度高的產品，現有技術不能分段控制冷卻強度，處理特殊鋁型材時，無法解決淬火變形問題。

目前常見的鋁合金型材在線淬火方式主要有風力淬火、水霧淬火、水浸淬火、高壓噴水淬火和聯合淬火。風力和水霧淬火冷卻速度較低，不易滿足淬火強度要求，而且冷卻速度難以控制；水浸和高壓噴水淬火方式雖然冷卻速度大，但無法準確控制不同材料和型材壁厚的冷卻速度，鋁合金型材淬火變形嚴重；由于冷卻速度不均勻主要受型材斷面尺寸、不同位置厚度和材料等復雜影響因素影響，現存的鋁合金在線淬火方法幾乎難以實現冷卻速度的精確控制從而抑制淬火變形。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：針對上述現有鋁合金型材在線淬火方式的缺點，本發明的目的是避免現有技術方法的不足，依據約束變形自由度思想，提供一種結構及工藝簡單、成本低、冷卻速度均勻并能有效防止鋁合金型材在線淬火變形裝置。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種防止鋁型材在線淬火變形的裝置，包括一水箱，所述水箱中設有第一主動毛氈輥和第二主動毛氈輥以及第一從動毛氈輥和第二從動毛氈輥，所述第一主動毛氈輥和第二主動毛氈輥以及第一從動毛氈輥和第二從動毛氈輥形成一通過待淬火鋁型材的通道，并通過摩擦力將待淬火鋁型材沿所述通道進行輸送，所述第一主動毛氈輥和第二主動毛氈輥以及第一從動毛氈輥和第二從動毛氈輥的內層為不銹鋼管，中間層為不銹鋼套，表面為耐高溫毛氈；

所述通道包括第一階段、第二階段和第三階段，所述第一階段的上側設有第一噴嘴、下側設有第二噴嘴；所述第二階段的上側設有第三噴嘴、下側設有第四噴嘴；所述第三階段的上側設有第五噴嘴、下側設有第六噴嘴，各個噴嘴的冷卻水由調節閥控制；

所述待淬火鋁型材的斷面包括第一面、第二面、第三面、第四面，四個面的對應位置設有噴嘴，所述第一面對應設有三個噴嘴，所述第二面對應設有兩個噴嘴；所述第三面對應設有兩個噴嘴，所述第四面對應設有三個噴嘴；

還包括傳感器和與傳感器相連接的控制器，所述控制器與各個噴嘴相連接，所述傳感器用于測量各個階段的溫度，所述控制器與傳感器相連接，用于根據傳感器獲取的溫度值來控制各個噴嘴的噴水量。

優選地，所述水箱的下部由水箱金屬支架支撐，所述水箱的下方設有水箱出水口，并由水箱水位調節閥控制，所述水箱外側前后兩端安置吹風機。

優選地，所述水箱出水管及噴嘴的進水管與水槽相連，水槽與水泵和制冷水塔連接。

優選地，所述水箱入口處上面兩個毛氈輥和下端兩個毛氈輥為主動輥，由單獨電機控制。

優選地，對待淬火鋁型材經過所述通道進行五個點的溫度測量，當待淬火鋁型材經過第一個測溫點時，利用熱電偶測試第一次溫度，預計算各個階段噴嘴的水流量；

當鋁型材經過第二個測溫點時，對各階段噴嘴水流量和入口端主動輥速度進行設定；

當鋁型材經過第三個測溫點時，如果實測溫度低于目標值，則繼續淬火冷卻，如果實測溫度高于目標值，則修正后續兩個階段的噴水流量，增加冷卻速度；

當鋁型材經過第四個測溫點時，如果實測溫度低于目標值，則繼續淬火冷卻，如果實測溫度高于目標值，則修正最后一個階段的噴水流量，增加冷卻速度；

當鋁型材經過第五個測溫點時，對冷卻速度模型進行修正；

水流量控制與計算采用如下公式：

其中：L_w單位時間水流量(L³/s)，ρ_a為型材密度(kg/m³)，c_a為型材比熱(J/kg^.K)，V_a為型材處于冷卻階段的單位時間體積，T_d為擠壓溫度(℃)，v_c冷卻速度(℃/s),t冷卻時間，ρ_w為冷卻水密度(kg/m³)，c_w為冷卻水比熱(J/kg^.K)，T_w為水箱水溫(℃)，T₀為冷卻水水溫(℃)，A為修正系數。

(三)有益效果

上述技術方案具有如下優點：與現有技術相比較，本發明的優點是：