本發(fā)明涉及鋁合金熱處理裝備及工藝模擬機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種淬火實(shí)驗(yàn)裝置及淬火實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

鋁合金板帶材的高均勻性淬火是高品質(zhì)鋁合金板帶生產(chǎn)制造工藝中的關(guān)鍵工序。隨著社會(huì)的發(fā)展，目前對鋁合金板帶材的綜合質(zhì)量要求越來越高，尤其是對鋁合金板帶材的板形要求更是越來越高。

傳統(tǒng)的淬火實(shí)驗(yàn)裝置通常為一個(gè)水箱，淬火過程無法獲得高的冷卻強(qiáng)度的同時(shí)獲得高的冷卻均勻性，且冷速不可控，從而由于冷卻過程中的多因素不可控，因此容易導(dǎo)致最終的鋁合金板帶材的板形質(zhì)量降低，并且因板帶材淬火應(yīng)力的產(chǎn)生，嚴(yán)重的降低了鋁合金板帶材的綜合力學(xué)性能。

因此，如何開發(fā)一套能夠模擬實(shí)際大工業(yè)生產(chǎn)的小型淬火實(shí)驗(yàn)裝置，以獲得具有良好的板形和綜合力學(xué)性能的鋁合金板帶材，可以大大減少工藝實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用和時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種淬火實(shí)驗(yàn)裝置及淬火實(shí)驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有的淬火實(shí)驗(yàn)裝置容易導(dǎo)致鋁合金板帶材的板形質(zhì)量和綜合力學(xué)性能降低的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種淬火實(shí)驗(yàn)裝置，包括：冷卻機(jī)構(gòu)；所述冷卻機(jī)構(gòu)包括：水箱，所述水箱的上部區(qū)域設(shè)置有冷卻噴嘴組件，所述冷卻噴嘴組件設(shè)置有至少兩排噴嘴，所述噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴，且所述噴嘴采用高壓傾斜射流的冷卻方式；所述水箱的下部區(qū)域設(shè)置有用于對所述水箱中的冷卻水進(jìn)行加熱的加熱器；所述噴氣嘴的進(jìn)風(fēng)口通過送風(fēng)管道連通有變頻風(fēng)機(jī)，且所述送風(fēng)管道的接口處設(shè)置有第一壓力傳感器、第一流量計(jì)和第一閥門。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述噴水嘴通過冷卻水管道連通有變頻水泵，且所述冷卻水管道上設(shè)置有第二壓力傳感器、第二流量計(jì)和第二閥門。

其中，所述噴嘴的開口形式為扁平口結(jié)構(gòu)。

具體地，所述噴水嘴的后方設(shè)置有集水室，所述噴氣嘴的后方設(shè)置有集氣室。

進(jìn)一步地，所述噴嘴采用螺紋的形式旋鈕在所述集水室和所述集氣室的前面。

更進(jìn)一步地，所述加熱器為電阻式加熱器。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在所述冷卻機(jī)構(gòu)上游的固溶機(jī)構(gòu)；所述固溶機(jī)構(gòu)包括：固溶爐。

其中，所述淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在所述冷卻機(jī)構(gòu)下游的時(shí)效機(jī)構(gòu)；所述時(shí)效機(jī)構(gòu)包括：時(shí)效爐。

具體地，所述淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在所述固溶機(jī)構(gòu)、所述冷卻機(jī)構(gòu)和所述時(shí)效機(jī)構(gòu)上方的機(jī)械手橫梁；所述機(jī)械手橫梁上設(shè)置有機(jī)械手，且所述機(jī)械手上對應(yīng)設(shè)有夾具。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的淬火實(shí)驗(yàn)裝置具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中，包括：冷卻機(jī)構(gòu)，該冷卻機(jī)構(gòu)包括：水箱；其中，水箱的上部區(qū)域設(shè)置有冷卻噴嘴組件，冷卻噴嘴組件設(shè)置有至少兩排噴嘴，噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴，且噴嘴采用高壓傾斜射流的冷卻方式；具體地，水箱的下部區(qū)域設(shè)置有用于對水箱中的冷卻水進(jìn)行加熱的加熱器；進(jìn)一步地，噴氣嘴的進(jìn)風(fēng)口通過送風(fēng)管道連通有變頻風(fēng)機(jī)，且送風(fēng)管道的接口處設(shè)置有第一壓力傳感器、第一流量計(jì)和第一閥門。由此分析可知，由于噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴，因此能夠?qū)崿F(xiàn)噴水和噴氣的多種冷卻方式；由于噴嘴采用高壓傾斜射流的方式，因此能夠消除殘存板帶表面汽膜，使得新水直接接觸板帶表面，殘水形成有序壁面射流，減少膜態(tài)/過渡沸騰狀態(tài)；由于水箱的下部區(qū)域設(shè)置有加熱器，因此能夠有效控制加熱溫度并對淬火件實(shí)現(xiàn)變溫淬火；由于設(shè)置有變頻風(fēng)機(jī)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)不同風(fēng)壓和風(fēng)速的空氣冷卻。綜上所述，本發(fā)明提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置，能夠獲得高的冷卻強(qiáng)度同時(shí)獲得高的冷卻均勻性，并最終減少淬火過程中鋁合金板帶的淬火變形和淬火應(yīng)力，從而得到具有良好的板形和綜合力學(xué)性能的鋁合金板帶材；此外，還能夠完全模擬鋁合金氣墊式連續(xù)熱處理線及輥底式熱處理爐生產(chǎn)線的淬火工藝，大大減少工藝實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用和時(shí)間。

本發(fā)明還提供一種淬火實(shí)驗(yàn)方法，使用如上述任一項(xiàng)所述的淬火實(shí)驗(yàn)裝置，并包括如下步驟：固溶：將鋁合金薄板固定在機(jī)械手的夾具上，并設(shè)定固溶溫度和固溶時(shí)間；轉(zhuǎn)移：達(dá)到固溶處理時(shí)間后，所述機(jī)械手自動(dòng)移出，并將所述鋁合金薄板由固溶機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至冷卻機(jī)構(gòu)；冷卻：所述鋁合金薄板位于所述冷卻機(jī)構(gòu)的噴嘴處，并進(jìn)行水淬和/或風(fēng)淬，淬火完成后所述機(jī)械手自動(dòng)移出，并帶動(dòng)所述鋁合金薄板至?xí)r效爐中進(jìn)行熱處理或返回至復(fù)位位置。

所述淬火實(shí)驗(yàn)方法與上述淬火實(shí)驗(yàn)裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的水冷、風(fēng)冷結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的噴嘴傾斜射流結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法的工藝流程示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法中固溶處理－強(qiáng)風(fēng)冷卻曲線圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法中固溶處理－噴水冷卻曲線圖。

圖中：1－冷卻機(jī)構(gòu)；11－水箱；12－冷卻噴嘴組件；121－噴水嘴；122－噴氣嘴；13－加熱器；141－送風(fēng)管道；151－變頻風(fēng)機(jī)；171－第一流量計(jì)；181－第一閥門；152－變頻水泵；172－第二流量計(jì)；182－第二閥門；19－變送器；111－溢水口；2－固溶機(jī)構(gòu)；21－固溶爐；3－時(shí)效機(jī)構(gòu)；31－時(shí)效爐；41－機(jī)械手橫梁；42－機(jī)械手；43－夾具；5－鋁合金板帶材(鋁板)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電氣連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的水冷、風(fēng)冷結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中冷卻機(jī)構(gòu)的噴嘴傾斜射流結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1－圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種淬火實(shí)驗(yàn)裝置，包括：冷卻機(jī)構(gòu)1；冷卻機(jī)構(gòu)1包括：水箱11，水箱11的上部區(qū)域設(shè)置有冷卻噴嘴組件12，冷卻噴嘴組件12設(shè)置有至少兩排噴嘴，噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴121和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴122，且噴嘴采用高壓傾斜射流的冷卻方式(如圖6中箭頭所示)；水箱11的下部區(qū)域設(shè)置有用于對水箱11中的冷卻水進(jìn)行加熱的加熱器13；噴氣嘴122的進(jìn)風(fēng)口通過送風(fēng)管道141連通有變頻風(fēng)機(jī)151，且送風(fēng)管道141的接口處設(shè)置有第一壓力傳感器、第一流量計(jì)171和第一閥門181。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例所述的淬火實(shí)驗(yàn)裝置具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中，如圖1－圖6所示，包括：冷卻機(jī)構(gòu)1，該冷卻機(jī)構(gòu)1包括：水箱11；其中，水箱11的上部區(qū)域設(shè)置有冷卻噴嘴組件12，冷卻噴嘴組件12設(shè)置有至少兩排噴嘴，噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴121和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴122，且噴嘴采用高壓傾斜射流的冷卻方式(如圖6中箭頭所示)；具體地，水箱11的下部區(qū)域設(shè)置有用于對水箱11中的冷卻水進(jìn)行加熱的加熱器13；進(jìn)一步地，噴氣嘴122的進(jìn)風(fēng)口通過送風(fēng)管道141連通有變頻風(fēng)機(jī)151，且送風(fēng)管道141的接口處設(shè)置有第一壓力傳感器、第一流量計(jì)171和第一閥門181。由此分析可知，由于噴嘴包括有用于實(shí)現(xiàn)噴水的噴水嘴121和用于實(shí)現(xiàn)噴氣的噴氣嘴122，因此能夠?qū)崿F(xiàn)噴水和噴氣的多種冷卻方式；由于噴嘴采用高壓傾斜射流的方式，因此能夠消除殘存板帶表面汽膜，使得新水直接接觸板帶表面，殘水形成有序壁面射流，減少膜態(tài)/過渡沸騰狀態(tài)；由于水箱11的下部區(qū)域設(shè)置有加熱器13，因此能夠有效控制加熱溫度并對淬火件實(shí)現(xiàn)變溫淬火；由于設(shè)置有變頻風(fēng)機(jī)151，因此能夠?qū)崿F(xiàn)不同風(fēng)壓和風(fēng)速的空氣冷卻。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置，能夠獲得高的冷卻強(qiáng)度同時(shí)獲得高的冷卻均勻性，并最終減少淬火過程中鋁合金板帶的淬火變形和淬火應(yīng)力，從而得到具有良好的板形和綜合力學(xué)性能的鋁合金板帶材；此外，還能夠完全模擬鋁合金氣墊式連續(xù)熱處理線及輥底式熱處理爐生產(chǎn)線的淬火工藝，大大減少工藝實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用和時(shí)間。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為了更好地實(shí)現(xiàn)對噴水冷卻方式的智能控制，如圖4所示，上述噴水嘴121可以通過冷卻水管道連通有變頻水泵152，且冷卻水管道上可以設(shè)置有第二壓力傳感器、第二流量計(jì)172和第二閥門182。

此處需要補(bǔ)充說明的是，綜合考慮淬火實(shí)驗(yàn)裝置的裝配和性能，上述水箱11可以為立式的集水水箱；上述冷卻噴嘴組件12優(yōu)選為包括對稱設(shè)置在水箱11上部區(qū)域的兩組，且每組冷卻噴嘴組件12優(yōu)選為設(shè)置有四排噴嘴；上述變頻風(fēng)機(jī)151優(yōu)選為設(shè)置在水箱11的后面，變頻水泵152優(yōu)選為設(shè)置在水箱11的下方；上述第一流量計(jì)171可以為孔板流量計(jì)，第二流量計(jì)172可以為電磁流量計(jì)；上述第一閥門181和第二閥門182可以均為電磁閥。

當(dāng)然，根據(jù)鋁板5規(guī)格的不同，也可以設(shè)置有不同數(shù)量的噴嘴，例如：設(shè)置有六排噴嘴，每排噴嘴設(shè)置有15個(gè)。

實(shí)際使用時(shí)，孔板流量計(jì)能夠檢測噴氣嘴122冷卻風(fēng)量的大小，第一壓力傳感器能夠檢測冷卻風(fēng)的壓力，且根據(jù)孔板流量計(jì)和第一壓力傳感器的反饋信號，對變頻風(fēng)機(jī)151進(jìn)行變頻控制，從而實(shí)現(xiàn)對冷卻風(fēng)的流量和壓力進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)壓和風(fēng)速的強(qiáng)風(fēng)冷卻處理；電磁流量計(jì)能夠檢測噴水嘴121的冷卻水流量大小，第二壓力傳感器能夠檢測冷卻水的壓力，且根據(jù)電磁流量計(jì)和第二壓力傳感器的反饋信號，對變頻水泵152進(jìn)行變頻控制，從而實(shí)現(xiàn)對冷卻水的流量和壓力進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同水壓和流速的水冷卻處理。

此外，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置中還設(shè)置有變送器19，從而通過變送器19將第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號。

同時(shí)，如圖1所示，水箱11的側(cè)壁上位于底部區(qū)域處可以設(shè)置有溢水口111，從而便于在特殊情況下快速釋放水箱11中的冷卻水。

其中，為了再進(jìn)一步地有效提高冷卻均勻性，上述噴嘴的開口形式可以為扁平口結(jié)構(gòu)，利用扁平口結(jié)構(gòu)的噴嘴噴吹冷卻水和冷空氣，能夠獲得比圓柱形結(jié)構(gòu)的噴嘴噴吹更均勻的冷卻效果。

具體地，上述噴水嘴121的后方可以設(shè)置有集水室，噴氣嘴122的后方可以設(shè)置有集氣室，從而變頻水泵152和變頻風(fēng)機(jī)151能夠分別將冷卻水和空氣引導(dǎo)至集水室和集氣室，并分別通過噴水嘴121和噴氣嘴122將冷卻水和空氣噴吹到鋁板上實(shí)現(xiàn)多功能淬火處理。

進(jìn)一步地，為了便于噴嘴的裝配、拆卸及更換，上述噴嘴可以采用螺紋的形式旋鈕在集水室和集氣室的前面。

更進(jìn)一步地，上述加熱器13可以為電阻式加熱器，且電阻式加熱器的加熱元件可以為加熱棒；優(yōu)選地，該加熱棒可以為U形加熱棒，且U形加熱棒可以由水箱11的下部插入，并通過調(diào)節(jié)加熱棒的功率、以及根據(jù)熱電偶的溫度反饋值來設(shè)定冷卻水的溫度，從而實(shí)現(xiàn)不同溫度的淬火熱處理。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在冷卻機(jī)構(gòu)1上游的固溶機(jī)構(gòu)2；該固溶機(jī)構(gòu)2可以包括：固溶爐21。

其中，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在冷卻機(jī)構(gòu)1下游的時(shí)效機(jī)構(gòu)3；該時(shí)效機(jī)構(gòu)3可以包括：時(shí)效爐31，從而通過時(shí)效爐31有效地在合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造、鍛造后，在較高的溫度或室溫中保持其性能、形狀、尺寸而隨時(shí)間變化進(jìn)行的熱處理工藝。

具體地，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置還包括：設(shè)置在固溶機(jī)構(gòu)2、冷卻機(jī)構(gòu)1和時(shí)效機(jī)構(gòu)3上方的機(jī)械手橫梁41；該機(jī)械手橫梁41上可以設(shè)置有機(jī)械手42，且機(jī)械手42上可以對應(yīng)設(shè)有夾具43，從而通過夾具43對鋁合金薄板進(jìn)行固定，并通過機(jī)械手42進(jìn)行移動(dòng)以帶動(dòng)鋁合金薄板在固溶機(jī)構(gòu)2、冷卻機(jī)構(gòu)1和時(shí)效機(jī)構(gòu)3之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

如圖1－圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置的使用過程可以為：通過固溶爐21將鋁合金板帶材5加熱至設(shè)定的固溶處理溫度，設(shè)定保溫時(shí)間，待時(shí)間到達(dá)后由機(jī)械手42自動(dòng)取出鋁板5轉(zhuǎn)移至冷卻機(jī)構(gòu)1中進(jìn)行淬火，轉(zhuǎn)移時(shí)間可根據(jù)不同熱處理工藝進(jìn)行設(shè)定，最短轉(zhuǎn)移時(shí)間為3.5s，開啟變頻水泵152設(shè)置噴水壓力值，可以進(jìn)行不同水壓下的噴水冷卻淬火處理；和/或，通過固溶爐21將鋁合金板帶材5加熱至固溶處理溫度，設(shè)定保溫時(shí)間，待時(shí)間到達(dá)后由機(jī)械手42自動(dòng)取出鋁板5轉(zhuǎn)移至冷卻機(jī)構(gòu)1中進(jìn)行淬火，最短轉(zhuǎn)移時(shí)間為3.5s，開啟變頻風(fēng)機(jī)151調(diào)整風(fēng)機(jī)頻率，可以進(jìn)行不同風(fēng)壓下的強(qiáng)制風(fēng)冷處理；和/或，通過固溶爐21將鋁合金板帶材5加熱至固溶處理溫度，設(shè)定保溫時(shí)間，待時(shí)間到達(dá)后由機(jī)械手42自動(dòng)取出鋁板5轉(zhuǎn)移至冷卻機(jī)構(gòu)1中進(jìn)行淬火，最短轉(zhuǎn)移時(shí)間為3.5s，根據(jù)水箱11內(nèi)熱電偶關(guān)于水溫的反饋值來調(diào)整(淬火)水箱11內(nèi)加熱器13的功率，實(shí)現(xiàn)不同水溫的淬火處理。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法的工藝流程示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種淬火實(shí)驗(yàn)方法，使用如上述任一項(xiàng)所述的淬火實(shí)驗(yàn)裝置，并如圖7所示，包括如下步驟：固溶：將特定規(guī)格的鋁合金薄板固定在機(jī)械手42的夾具43上，并通過電腦程序設(shè)定固溶溫度和固溶時(shí)間；轉(zhuǎn)移：達(dá)到固溶處理時(shí)間后，機(jī)械手42自動(dòng)移出，并將鋁合金薄板由固溶機(jī)構(gòu)2轉(zhuǎn)移至冷卻機(jī)構(gòu)1，轉(zhuǎn)移的時(shí)間可以根據(jù)熱處理工藝進(jìn)行設(shè)定，通過最短為3.5秒；冷卻：根據(jù)程序設(shè)定，鋁合金薄板位于冷卻機(jī)構(gòu)1的噴嘴處，并進(jìn)行水淬和/或風(fēng)淬，具體淬火時(shí)間可自由設(shè)定，淬火完成后機(jī)械手42自動(dòng)移出，并帶動(dòng)鋁合金薄板至?xí)r效爐31中進(jìn)行熱處理或返回至復(fù)位位置。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法中固溶處理－強(qiáng)風(fēng)冷卻曲線圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)方法中固溶處理－噴水冷卻曲線圖。

板帶厚度為1mm的鋁板淬火實(shí)驗(yàn)方法，具體實(shí)驗(yàn)方法如下所述：

固溶處理：將切割好的500mm×500mm規(guī)格的1mm厚鋁合金薄板夾在機(jī)械手42的夾具43上，設(shè)定程序，轉(zhuǎn)移時(shí)間設(shè)定為3.5s，固溶溫度設(shè)定為570℃，固溶時(shí)間設(shè)定為120s，升溫和降溫?cái)?shù)據(jù)的采集采用在鋁板上鉚接熱電偶的方法來收集全流程的溫度數(shù)據(jù)；

淬火處理：為了盡可能的減少鋁板溫度在轉(zhuǎn)移過程中的溫降，特此設(shè)定轉(zhuǎn)移時(shí)間為3.5s，鋁合金薄板從固溶爐31至(多功能淬火)冷卻機(jī)構(gòu)1全流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制無機(jī)械操作；鋁合金薄板自動(dòng)進(jìn)入淬火冷卻區(qū)域，通過程序設(shè)定分別進(jìn)行空冷和水冷兩種淬火處理工藝；

如圖8和圖9所示，不同形式的淬火處理，其冷卻速度有明顯的差別，列舉的兩個(gè)實(shí)例分別為：如圖8所示，強(qiáng)風(fēng)冷卻速率約為11.9℃/s；如圖9所示，噴水冷卻的冷卻速率約為270℃/s。

此處需要補(bǔ)充說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置及淬火實(shí)驗(yàn)方法適用的合金類型可以為：所有可熱處理強(qiáng)化及不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金板帶材；實(shí)驗(yàn)試樣尺寸可以為：寬度Max500mm、長度Max500mm、厚度：0.3mm－50mm；冷卻淬火方式：設(shè)置的變壓噴嘴可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)淬、水淬、溫淬；冷卻速率：Max300℃/s；淬火后鋁板溫度：T≤70℃。

本發(fā)明實(shí)施例提供的淬火實(shí)驗(yàn)裝置及淬火實(shí)驗(yàn)方法的有益效果如下所述：

(1)具有多種淬火處理方式：水淬、溫淬、風(fēng)淬等多種淬火方式集中到一套裝置上，節(jié)省設(shè)備投資的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了多功能化，豐富了淬火處理的實(shí)驗(yàn)手段，最終提高了板帶材的淬火效率和板形；

(2)通過電控系統(tǒng)完成變頻水泵和變頻風(fēng)機(jī)的啟停操作、狀態(tài)監(jiān)測、冷卻水流量、冷風(fēng)風(fēng)量的顯示和記錄；與固溶爐共用一套控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的啟停操作，狀態(tài)監(jiān)控及轉(zhuǎn)移時(shí)間的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了全流程的智能化，無需人工操作，降低了人工操作的偶然性給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來的影響；

(3)通過電控系統(tǒng)完成變頻水泵和變頻風(fēng)機(jī)的啟停操作、狀態(tài)監(jiān)測、冷卻水流量、冷風(fēng)風(fēng)量的顯示和記錄，實(shí)現(xiàn)了淬火過程中冷卻速度的可控性，可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)材料、不同的實(shí)驗(yàn)要求來選擇合適的冷卻速度；

(4)設(shè)置不同數(shù)量的噴嘴、不同角度的射流冷卻，能夠有效消除殘存板帶表面的汽膜，使得新水直接接觸板帶表面，殘水形成有序壁面射流，減少膜態(tài)/過渡沸騰狀態(tài)，從而獲得高的冷卻強(qiáng)度的同時(shí)獲得高的冷卻均勻性，最終減少淬火過程中鋁合金板帶的淬火變形和淬火應(yīng)力，得到良好的板形和綜合力學(xué)性能。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。