【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金加工，尤其涉及一种铝合金型材在线淬火工艺的优化方法及使用的装置。
技术介绍
1、铝合金在线淬火系统通常是由多排可独立控制流量的喷嘴组成的，通过不同喷嘴(例如每排喷嘴)的流量组合可以调控型材截面不同位置的冷却速度。铝合金型材在挤压过程中，为了保证合金具有一定的力学性能，需要在线淬火过程中尽量增加冷却速率，目的是尽量保持合金元素的过饱和程度，从而在后续时效热处理过程中增加析出强化效应。但是，过度增加冷却速度将增加淬火变形，增大型材的形位公差，变形严重者将造成产品报废。所以在线淬火工艺方案需要根据型材的变形情况，往复多次调试来确定，调试过程将产生大量的废料，大大增加的物料、人工成本和时间成本，降低了生产效益。
2、需要在线调整型材淬火工艺的情形主要有两种：一种是型材在挤出时产生了缺陷，变形量较大；另一种是已有的淬火工艺参数不合适，这种情况在型材形状复杂时更为常见，或者上游的型材挤出过程中，由于型材挤出模具的更换，导致挤出的型材的形状存在变化，进而需要对淬火工艺进行调整，以使型材满足形状要求。
3、例如申请号为cn202410187642的专利公开了一种铝型材在线淬火方法及在线淬火系统，该方法的关键点在于先获得合金的鼻尖温度及淬火温度敏感区间，再采用多区段淬火方式(预冷淬火+强冷淬火)来降低淬火变形，进而制定淬火工艺方案。该方案拟在挤压轴线方向上控制温度，主要通过控制型材高温阶段冷却速度(预冷淬火)来降低淬火变形，但是型材截面方向的冷却条件—喷嘴的排布及流量大小完全没有涉及。该方法需要在挤压生
4、再如申请号为cn2022206969061的专利公开了一种高灵活度挤压型材用在线淬火装置，包括框架，框架的两端每侧分别设置有同轴心的外环和内环，内环与外环之间形成水管单元的滑道，滑道包括位于外环内侧壁中部的滑槽，滑槽两侧的外环上开有交错分布的定位槽，水管单元包括水管，水管放置在放置槽内，放置槽的两端位于滑道内，放置槽的两端分别设置有固定的滑动导块，滑动导块与滑槽和定位槽相配合，两个外环之间的水管上沿着水管的长度方向均匀间隔的分布有若干喷嘴，喷嘴朝向框架的里侧。该技术方案可实现对冷却水喷射角度的粗调及微调，可满足异型材等特殊型材的特定面不同的淬火需求。但是，该装置也是在线淬火时使用，仍然需要多次在线生产试制，才能最终确定喷嘴位置布置和排布等，该试制过程中也会产生大量废品，降低产品合格率，提高生产成本。
5、如何在保证铝合金型材性能的前提下，减少铝合金淬火的废品率，降低生产成本，显得尤为重要。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种改进的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法。采用该优化方法，可以在保证铝合金型材产品性能的前提下，显著减少铝合金淬火的废品率，降低生产成本，提高生产效率。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，所述优化方法通过采用试验品在离线淬火系统中进行淬火试验，得到最优淬火方案，再将所述最优淬火方案运用至在线淬火工艺中；
4、所述离线淬火系统包括离线淬火器和热处理炉；
5、所述淬火试验包括以下步骤：
6、s1所述离线淬火器按照第一试验淬火方案对所述试验品进行初始淬火，并获取所述试验品在z轴方向上的型材变形数据z和y轴方向上的型材变形数据y；
7、s2比较所述z轴方向上的型材变形数据z与z轴方向上的目标变形数据z1，以及y轴方向上的型材变形数据y与y轴方向上的目标变形数据y1的大小，
8、若z＞z1和/或y＞y1，则执行步骤s3；
9、若z≤z1且y≤y1，则执行步骤s4；
10、s3所述离线淬火器按照第二试验淬火方案对一新的所述试验品进行淬火，并获取该新的所述试验品在z轴方向上的型材变形数据z和y轴方向上的型材变形数据y，执行步骤s2；
11、s4在所述热处理炉中对所述试验品进行热处理，并测试其力学性能，
12、在力学性能满足性能要求时，将步骤s2中的所述试验淬火方案确定为最优淬火方案，执行步骤s5；
13、在力学性能低于性能要求时，执行步骤s3；
14、s5将所述最优淬火方案应用于在线淬火工艺。
15、本专利技术中，前述热处理炉可以是铝合金型材加工生产时在线的时效热处理炉，或者离线设置的单独的热处理炉，结构采用常规结构即可，没有特别限定。
16、本专利技术中，前述第一试验淬火方案的具体设置不做过多限制，可以依据现有技术进行初步设置，例如可以根据铝合金型材的不同组成或种类，设置不同的淬火喷嘴排布方式，排布角度或者喷组流量等。本领域技术人员对于常规的各种铝合金型材，通常也具有一定的淬火方案基础。
17、本专利技术中，x轴方向为型材试验品的长度方向，y轴方向垂直于x轴方向，为型材的宽度方向，z轴方向垂直于z轴和y轴方向，为型材的厚度方向。
18、本专利技术中，型材在z轴方向上的目标变形数据z1、在y轴方向上的目标变形数据y1以及力学性能要求没有明确的限定，通常情况下，它们均和铝合金型材的组成、种类以及级别要求有关。这些变形目标值和力学性能要求可以按照铝合金
的常规要求来。例如，变形目标值可以参照国标gb/t 14846-2014铝及铝合金挤压型材尺寸偏差的第4.4-4.5节的要求来，相应的形变种类的定义参考该标准的5.2节；力学性能要求可以按照国标gb/t6892-2015一般工业用铝及铝合金挤压型材中的表4要求的力学性能来，该标准中公开了不同牌号的铝合金型材应当满足的抗拉强度、断裂伸长率和布氏硬度等力学性能要求。
19、铝合金挤压在线淬火工艺对型材是否变形、最终铝合金产品的性能起到了至关重要的作用，现有技术中，通常对在线淬火工艺方案进行往复的调试，例如在采用多段式冷却、风冷/雾冷/水冷等多种方式组合冷却的方案时，需要在线往复调试来制定具体的合适的淬火方案，该过程将占用大量的人力和设备资源，产生大量的型材废品，提高了生产成本，降低了企业效益。本申请的专利技术人通过研究发现，通过采用离线淬火的方式，快速调整淬火方案的工艺参数设置，使得铝合金型材的形变和力学性能均满足目标要求，再将该调整后的淬火方案应用于在线淬火工艺中，可以实现在线淬火工艺满足目标要求，同时显著降低报废的型材数量，明显提高了生产效率，降低了生产成本。
20、在一些实施方式中，所述离线淬火器包括：
21、夹持装置，所述夹持装置用于固定所述试验品；
22、喷嘴部，所述喷嘴部用于向所述试验品喷水；
23、检测装置，所述检测装置用于检测所述试验品在z轴方向上的型材变形数据z，以及在y轴方向上的型材变形数据y。
24、在一些实施方式中，所述喷嘴部包括间隔设置的多排喷嘴，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述优化方法通过采用试验品在离线淬火系统中进行淬火试验，得到最优淬火方案，再将所述最优淬火方案运用至在线淬火工艺中；
2.根据权利要求1所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述离线淬火器包括：
3.根据权利要求2所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述喷嘴部包括间隔设置的多排喷嘴，所述多排喷嘴的每个出口均朝向所述试验品。
4.根据权利要求3所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述第一试验淬火方案包括喷嘴部的流量设置，所述第二试验淬火方案相对于所述第一试验淬火方案，改变喷嘴部的流量设置。
5.根据权利要求4所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：在所述z＞z1和/或y＞y1时，所述第二试验淬火方案中，将喷水方向朝向所述试验品的变形区域的凹面部分的多排喷嘴的流量设置为高于所述第一试验淬火方案中相应喷嘴的流量，或者将喷水方向朝向所述试验品的变形区域的凸面部分的多排喷嘴的流量设置为低于所述第一试验淬火方案中相应喷嘴的流量；和/或
6.根据权利要求3所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述喷嘴部还包括用于固定所述多排喷嘴的壳体；优选地，所述壳体具有打开状态和关闭状态。
7.根据权利要求6所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述步骤S3在对一新的所述试验品进行淬火之前，还包括将所述试验品从夹持装置松开，再将所述新的试验品固定在所述夹持装置的步骤，所述松开和固定步骤在所述壳体处于打开状态下进行。
8.根据权利要求6所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述多排喷嘴为8排喷嘴，所述壳体的横截面为等边八边形，所述8排喷嘴等间距地设置在所述壳体的内壁上；所述试验品水平设置且穿过所述等边八边形的中心。
9.根据权利要求2所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述夹持装置用于固定所述试验品的一端，所述试验品的另一端为自由端；和/或，所述夹持装置包括支撑架和型材夹持件；所述支撑架包括立柱和斜撑，所述斜撑相对于立柱，朝上倾斜；所述型材夹持件包括型材插入腔和悬臂，所述型材插入腔用于容纳试验品的一端；所述斜撑设置有用于容纳所述悬臂的容纳腔，且所述斜撑与所述悬臂可拆卸地固定连接；所述型材夹持件还包括用于将试验品固定在型材插入腔的固定件；优选地，所述型材插入腔和所述悬臂一体成型，所述悬臂远离所述型材插入腔的开口；所述固定件包括分别与试验品每个面相接触的多个压块以及穿过每个压块的多个螺钉。
10.根据权利要求9所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述检测装置用于检测所述试验品的自由端在Z轴方向上的型材变形数据z，以及在Y轴方向上的型材变形数据y。
11.根据权利要求10所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述检测装置包括厚度形变传感器和宽度形变传感器；所述厚度形变传感器用于检测所述试验品的自由端在Z轴方向上的型材变形数据z，所述宽度形变传感器用于检测所述试验品的自由端在Y轴方向上的型材变形数据y；优选地，所述厚度形变传感器和宽度形变传感器为红外传感器或激光传感器。
12.根据权利要求1所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：步骤S1中，实时获取所述试验品在Z轴方向上的型材变形数据z和Y轴方向上的型材变形数据y。
13.根据权利要求2所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述优化方法还包括在所述步骤S1之前，采用所述夹持装置固定所述试验品，对所述试验品和夹持装置加热并保温的步骤；优选地，所述加热温度为铝合金型材在线加工时的挤出温度，所述保温的时间为5-20min。
14.根据权利要求2所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述优化方法包括以下步骤：
15.一种用于权利要求1-14任一项所述铝合金型材在线淬火工艺的优化方法的离线淬火系统，其特征在于：所述离线淬火系统包括离线淬火器和热处理炉；
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述优化方法通过采用试验品在离线淬火系统中进行淬火试验，得到最优淬火方案，再将所述最优淬火方案运用至在线淬火工艺中；
2.根据权利要求1所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述离线淬火器包括：
3.根据权利要求2所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述喷嘴部包括间隔设置的多排喷嘴，所述多排喷嘴的每个出口均朝向所述试验品。
4.根据权利要求3所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述第一试验淬火方案包括喷嘴部的流量设置，所述第二试验淬火方案相对于所述第一试验淬火方案，改变喷嘴部的流量设置。
5.根据权利要求4所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：在所述z＞z1和/或y＞y1时，所述第二试验淬火方案中，将喷水方向朝向所述试验品的变形区域的凹面部分的多排喷嘴的流量设置为高于所述第一试验淬火方案中相应喷嘴的流量，或者将喷水方向朝向所述试验品的变形区域的凸面部分的多排喷嘴的流量设置为低于所述第一试验淬火方案中相应喷嘴的流量；和/或，在所述力学性能低于性能要求时，所述第二试验淬火方案中，将每排喷嘴的流量设置为高于所述第一试验淬火方案中相应喷嘴的流量，且每排喷嘴的流量提高的相对比例相等。
6.根据权利要求3所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述喷嘴部还包括用于固定所述多排喷嘴的壳体；优选地，所述壳体具有打开状态和关闭状态。
7.根据权利要求6所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述步骤s3在对一新的所述试验品进行淬火之前，还包括将所述试验品从夹持装置松开，再将所述新的试验品固定在所述夹持装置的步骤，所述松开和固定步骤在所述壳体处于打开状态下进行。
8.根据权利要求6所述的铝合金型材在线淬火工艺的优化方法，其特征在于：所述多排喷嘴为8排喷嘴，所述壳体的横截面为等边八边形，所述8排喷嘴等间距地设置在所述壳体的内壁上；所述试验品水平设置且穿过所述等边八边形的中心。
9.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，朱光磊，路志勇，赵江涛，罗广瑞，张海涛，张海，张波，
申请(专利权)人：魏桥苏州轻量化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。