[發明專利]一種防止熱處理板材變形的冷卻裝置及方法

有效

• 申請號: 201611108455.0
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106435141B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 戰東平;邱國興;葛啟楨;楊永坤;劉越;蔡南;劉志明;孟沈童;姜周華;李長生;張慧書
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D9/46;C21D11/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 李運萍

技術領域

本發明涉及金屬材料加工技術領域，特別涉及一種防止熱處理板材變形的冷卻裝置及方法。

背景技術

為使鋼材具有所需的力學性能、物理性能和化學性能，除了合理的冶煉和成型工藝外，熱處理也是必不可少的一道工藝。我國鋼材較國外產品質量差的主要原因之一是熱處理工藝控制精度差。熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個階段，或者只包括加熱和冷卻兩個階段，每個階段對板材的力學性能均會產生一定的影響。

熱處理的分類較多，最常見的為整體熱處理，即將工件整體加熱，然后對工件進行冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能。冷卻方式有多種，常用的冷卻方式有水冷和油冷兩種，即在熱處理時將高溫板材及時浸沒于水中或油中，但在對非卷材類板材熱處理過程中，若板材尺寸較長或者板材厚度較薄時，浸沒于水中或油中的板材在冷卻過程中很容易由于冷卻不均勻或熱應力作用，使板材發生彎曲、扭曲或局部變形，造成板材平整度差、同一塊板上不同位置處的組織形態以及力學性能差別較大。

發明內容

為了解決現有技術存在的熱處理板材較長或者較薄時，在冷卻過程中極易出現板材彎曲、扭曲或者局部變形，使得熱處理板材的平整度較差、同一塊板上不同位置處的組織形態以及力學性能差別較大的問題，一方面，本發明提供了一種防止熱處理板材變形的冷卻裝置，所述防止熱處理板材變形的冷卻裝置包括：盛液桶、固定擠壓架、活動擠壓架、多個壓力傳感器、液壓缸和控制器；

所述盛液桶的側壁設有通孔，通孔內安裝有密封圈；

所述固定擠壓架安裝在所述盛液桶內，固定擠壓架包括固定擠壓板和支撐板，固定擠壓板和支撐板垂直連接，支撐板與水平面平行；

所述活動擠壓架包括活動擠壓板和推桿，活動擠壓板支撐在所述支撐板上且正對所述固定擠壓板，推桿的一端抵壓活動擠壓板遠離固定擠壓板的一面，另一端穿過所述密封圈與所述液壓缸相連，液壓缸與所述控制器連接；

每個所述壓力傳感器均安裝在所述固定擠壓板遠離所述活動擠壓板的一面，且均與所述控制器連接。

所述防止熱處理板材變形的冷卻裝置還包括：輸液管、溫度傳感器、冷卻槽和循環泵；

所述盛液桶在接近桶口的側壁上設有進液孔，接近桶底的側壁上設有出液孔，所述輸液管與所述循環泵以及所述冷卻槽相連，輸液管的一端與進液孔連通，另一端與出液孔連通，所述溫度傳感器安裝在所述盛液桶內且與所述控制器連接，所述循環泵與所述控制器連接，所述冷卻槽內有恒溫冷卻液。

所述固定擠壓架還包括固定件，所述固定件的一端固定在所述盛液桶的內壁上，另一端固定在所述固定擠壓板遠離所述活動擠壓板的一面，固定件與所述固定擠壓板垂直且與水平面平行。

所述活動擠壓架還包括豎直桿和滑輪；

所述豎直桿的一端與所述推桿垂直連接，另一端安裝所述滑輪，所述支撐板支撐所述滑輪。

所述活動擠壓架還包括頂板，所述頂板的一個側面與所述推桿連接，另一個側面與所述活動擠壓板連接。

所述輸液管為金屬軟管。

所述密封圈的材料為耐高溫橡膠。

所述控制器為PC個人計算機。

另一方面，本發明提供了一種使用所述防止熱處理板材變形的冷卻裝置對熱處理板材進行冷卻的方法，所述方法包括：

步驟1、將熱處理板材置于所述活動擠壓板和所述固定擠壓板之間，啟動液壓缸，液壓缸帶動所述推桿推動所述活動擠壓板，使所述活動擠壓板和所述固定擠壓板擠壓所述熱處理板材；

步驟2、將多個所述壓力傳感器打開，每個所述壓力傳感器實時監測所述熱處理板材的不同位置受到的壓力，并將測得的壓力數據發送給所述控制器，所述控制器根據每個所述壓力傳感器監測的壓力數據控制所述液壓缸，使液壓缸帶動推桿推動所述活動擠壓板，進而控制所述熱處理板材受到的擠壓力，使得所述熱處理板材保持平直。

所述方法還包括：

步驟3、將所需的冷卻介質的溫度范圍輸入所述控制器，打開溫度傳感器和安裝在輸液管上的循環泵，所述溫度傳感器實時監測位于所述盛液桶內的冷卻介質的溫度，并將測得的溫度數據發送給所述控制器，所述控制器根據輸入控制器的溫度范圍以及溫度傳感器監測的溫度控制所述循環泵的轉速，使得所述盛液桶內的冷卻介質的溫度符合要求；

所述輸液管的一端與所述盛液桶的出液孔連通，另一端與所述盛液桶的進液孔連通，所述輸液管上設有冷卻槽，冷卻槽內有恒溫冷卻液，所述溫度傳感器安裝在所述盛液桶內且與所述控制器連接，所述循環泵與所述控制器連接。