[發明專利]一種預防工件熱處理變形的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710814041.8
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107723436A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 范開春;鄧猛;王建華;周寶華;王亞軍
• 申請（專利權）人: 洛陽乾中新材料科技有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡偉華

技術領域

本發明涉及熱處理加工技術領域，尤其涉及一種預防工件熱處理變形的裝置及方法。

背景技術

金屬熱處理是將金屬工件在適當的溫度下通過加熱、保溫和冷卻等過程，使金屬工件內部組織結果發生改變，從而改善材料力學、物理和化學性能的工藝，但熱處理除了具有積極作用以外，也會在處理過程中不可避免地產生形變。熱處理變形是熱處理過程中的主要缺陷之一，對于一些精密零件和工具、模具，常常會因為熱處理變形超差而報廢。金屬工件在熱處理過程中，由于組織轉變時比容發生變化所造成的體積膨脹，以及熱處理所引起的塑性變形，使工件體積及形狀發生不同程度的改變，變形使熱處理較難解決的問題，要完全不變形是不可能的，一般是把變形量控制在一定范圍內。

各種航空、航天制造業需要大量的鋁合金筒形鑄件，筒形鑄件的一般結構是有上法蘭、下法蘭和中間縱橫交叉的網格筋及蒙皮組成。根據實際需要的不同，筒形件的外形有圓形和異型。鋁合金鑄件為了達到一定的強度，通常的處理方法為熱處理方法至T6處理，即固溶處理+完全人工時效處理，固溶處理一般是將鑄件加熱到高溫單相區（550℃左右）恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。由于是從高溫快速冷卻至室溫，在冷卻過程中，鑄件會產生很大的內應力，而造成鋁合金筒形鑄件變形。

發明內容

本發明的目的在于提供一種預防工件熱處理變形的裝置及方法，解決了現有技術中無法有效地對工件法蘭部熱處理變形進行預防的問題。

為實現上述目的，本發明中預防工件熱處理變形的裝置采用如下技術方案：

技術方案1：一種預防工件熱處理變形的裝置，所述裝置包括用于放置工件的基座，還包括與基座固定連接的支撐架，所述支撐架上設有預防工件法蘭部熱處理變形的法蘭定型蓋，所述法蘭定型蓋的外輪廓與工件法蘭內型吻合，所述法蘭定型蓋上還設有與工件法蘭上下端面配合以限制法蘭相對位置的變化的凸緣。其有益效果在于：通過大量的試驗數據和力學分析，筒形結構件上法蘭、下法蘭強度最高，為主要承力部位，在上下法蘭之間的筒體為主要的傳力部位，在熱處理過程中，其主要的變形為上下法蘭本身變形以及上下法蘭的相對位置發生變化而引起工件的變形，根據上述分析，在熱處理過程中，只要限制鑄件上下法蘭的變形，控制其相對位置即可控制鑄件的變形。由于熱處理過程中的溫度比較高，可以達到550℃，因此工裝材料高溫強度要好，裝置中的零部件都使用耐熱鋼，保證了裝置自身的強度，其中使用法蘭定型蓋對工件的法蘭部進行限制，使工件在熱處理變形的過程中能夠減少形變量，同時，蓋板既能限制筒體工件在熱處理過程中兩個上下兩個端面的伸縮量，又能限制筒體工件法蘭部的相對位置，蓋板與筒體工件法蘭部的端面接觸，限制了熱處理過程中的形變量。

技術方案2：在技術方案1的基礎上，所述法蘭定型蓋為分體式結構。其有益效果在于：所述法蘭定型蓋設為分體式結構，能夠便于技術人員進行裝卸，并且為分體式，能夠減少熱應力集中的影響。

技術方案3：在技術方案1的基礎上，所述支撐架由方鋼固定連接而成。其有益效果在于：方鋼的穩定性較好，組成支撐架能夠增加穩定性，并且能夠保證在熱處理過程中對工件的支撐。

技術方案4：在技術方案1-3任意的一項的基礎上，所述支撐架上設有預防工件筒身熱處理變形的頂桿。其有益效果在于：頂桿能夠對筒身進行支持，預防變形并且設置在支撐架上的頂桿能夠根據不同情況來改變位置，不同類型的工件都能夠使用頂桿對其進行限制，且頂桿能夠設置在工件的不同位置，提高了預防工件熱處理變形的裝置的適用性。

技術方案5：在技術方案4的基礎上，所述頂桿設置在支撐架上與工件筋板處的對應位置。其有益效果在于：在熱處理過程中，工件上下的內法蘭為只要承力部位，設置在筒體上的筋板為主要的傳力部位，因此在熱處理過程中也要對進筋板進行支持以限制筒體的變形，所以設置頂桿頂住筋板以限制熱處理變形。

技術方案6：在技術方案5的基礎上，所述頂桿與工件筋板接觸的一端設有筒身頂塊。其有益效果在于：使用筒身頂塊能夠緩和頂桿與工件的擠壓力，并且頂塊能夠起到減震緩沖作用，并且頂塊能夠保護工件表面，不會使頂桿劃傷工件。