[發明專利]一種往復式電脈沖輔助滾壓的熱處理裝置和方法

在審

• 申請號: 202011222807.1
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112481456A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 湛利華;彭南輝;曾泉清
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C21D1/40
• 分類號: C21D1/40;C21D8/00
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明公開了一種往復式電脈沖輔助滾壓的熱處理裝置和方法，熱處理方法包括如下步驟：將待處理的金屬板料放置在熱處理裝置的機座上，并利用壓邊裝置對金屬板料進行裝夾固定；將陽極電刷和陰極電刷的電刷頭分別接觸金屬板料的邊緣；利用電脈沖向所述金屬板料施加電脈沖，同時滾壓頭也開始對金屬板料進行往復滾壓，待金屬材料達到其熱處理對應的性能，停止電脈沖和滾壓；將經滾壓處理后的金屬板料冷卻至室溫。本發明熱處理方法，通過電脈沖處理裝置和滾壓裝置同時對金屬板料施加脈沖電場和循環應力場，提高溶質原子擴散速率、強化析出相均勻性、析出速度和析出數量，進而降低能耗，提高金屬熱處理質量和效率，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，特別地，涉及一種往復式電脈沖輔助滾壓的熱處理裝置和方法。

背景技術

金屬熱處理是調控金屬或合金相轉變、析出、相組成，以得到不同組織結構，優化材料性能的工藝手段。整體熱處理是最為常用的熱處理工藝，主要包含淬火、回火、正火、退火以及它們之間配合使用的其它形式。其工藝過程均是將金屬材料加熱到一定溫度，經過一定時間的保溫來促進元素擴散，然后使用不同的介質冷卻(水、油、空氣)。熱處理時通過控制加熱溫度、加熱速度、冷卻速度和保溫時間實現對組織結構和性能的控制。傳統的熱處理方法中，一般是將多個工件安裝在具有殼體的熱處理爐，工件接受熱量的方式主要是熱輻射和熱傳導，熱量傳輸速度慢、耗散快，加熱時間往往很長。同時，對大型工件熱處理進行熱處理時，制件加熱不均勻問題尤為突出，熱處理后材料組織均勻性和性能一致性較差情況明顯。另外，傳統熱處理工藝過程較復雜，還容易造成環境污染等問題。

電脈沖處理作為一種改善固態金屬性能的新型技術手段，依靠焦耳熱可快速加熱制件，同時，電子流與原子間存在的強相互作用使材料熱膨脹滯后于溫升，形成的瞬時熱壓應力，利于改善微結構。專利號：2018113527247公開了一種電脈沖輔助熱擠壓成形方法。該發明能夠顯著降低成形壓力，細化晶粒，提升產品質量。專利號：201910812095X將傳統加熱方式與電脈沖相結合，提出了一種熱輔助電脈沖處理方法，該方法可以減少升溫過程對金屬材料組織的影響，能提供一個相對穩定的溫度場。上述專利均引入了電脈沖，一定程度上改善了材料微觀組織性能，但采用電脈沖輔助的時間、溫度與常規熱處理時間一致，耗時較長，不僅降低了生產效率，也造成巨大的加熱能耗。

因此，提出一種既能完善成形性能，又能減少成本的熱處理裝置和方法，具有舉足輕重的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種往復式電脈沖輔助滾壓的熱處理裝置和方法，以解決上述現有技術存在的問題。熱處理時，通過電脈沖處理裝置和滾壓裝置同時對金屬板料施加脈沖電場和循環應力場，提高溶質原子擴散速率、強化析出相均勻性、析出速度和析出數量，進而降低能耗，提高金屬熱處理質量和效率，降低生產成本。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明提供一種往復式電脈沖輔助滾壓的熱處理裝置，包括交流電源、控制器、機座、壓邊裝置、電脈沖處理裝置和滾壓裝置，所述壓邊裝置設置在所述機座上，用于對置于所述機座上的待處理的金屬板料進行壓緊；所述電脈沖處理裝置包括脈沖整流器、陽極電刷和陰極電刷，所述陽極電刷和陰極電刷的電刷頭分別用于與所述金屬板料兩端相接觸；所述交流電源與所述控制器相連，所述控制器與所述滾壓裝置和脈沖整流器分別相連，所述脈沖整流器與所述陽極電刷和陰極電刷分別相連；所述滾壓裝置設置在所述機座的上方，用于對置于所述機座上的金屬板料進行往復滾壓。

進一步的，所述壓邊裝置包括設置在所述機座兩端的至少兩個壓邊座，每個所述壓邊座靠近金屬板料的一側各設有一個壓邊滑條，所述壓邊座上貫穿有與所述壓邊滑條連接的壓邊螺桿，所述壓邊螺桿用于控制所述壓邊滑條對所述金屬板料壓緊力的大小。

進一步的，所述壓邊座靠近所述金屬板料的一側底部設有開口，所述壓邊滑條的一端伸入所述開口內并與所述壓邊螺桿的下端固定連接。

進一步的，所述機座以及所述壓邊滑條用于與所述金屬板料相接觸的部分均設置有橡膠墊。