專利名稱：一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及合金型材的生產技術領域，特別涉及一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝及實現該種工藝所需要的設備。
背景技術：
目前型材、棒材或排材的加工工藝主要包括步驟Sll :鑄錠加熱，S12 :擠壓，S13 自然冷卻，S14 :型材毛坯加熱，S15 :淬火，S16 :矯直，S17 :時效熱處理，然后經過成品驗收并進行包裝后制成最終產品，如附圖I中所示。鑄錠加熱是將待加工的合金鑄錠加熱到一定的溫度，如520°C左右，使合金鑄錠軟化，擠壓即擠壓成型，是指將經過加熱軟化的合金鑄錠放入成型模中，通過擠壓機的擠壓使得合金鑄錠被擠壓成所需要的型材棒材或排材毛坯，擠壓完成后需要將毛坯在自然界中進行自然冷卻，為了達到型材的表面硬度要求，還需要進行毛坯的淬火，在淬火前需要將合金毛坯在淬火爐中加熱到一定溫度，然后浸入冷卻液中進行淬火，淬火過程中可能導致合金毛坯發生微小的形變，這就需要通過矯直工藝進行矯正，為了保持型材的硬度和強度的穩定性，還需進行時效處理，經過時效處理后的型材、棒材或排材再經過成品驗收即可進行包裝并交貨了。目如的加工工藝中合金型材、棒材或排材在擠壓工序完成之后的毛還沒有直接進行淬火，而是冷卻到室溫之后再進行加熱淬火，這不僅導致了工序的繁瑣，不利于生產效率的提高，同時還由于對合金毛坯重復加熱，造成了大量的能源浪費，導致了生產成本的提聞。因此，如何找到一種有利于提高生產效率并節約能源，降低生產成本的合金型材、 棒材或排材的生產工藝，是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝，以實現提高生產效率，節約能源，降低合金型材棒材或排材的生產成本的目的。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝，所述合金型材、合金棒材或合金排材為可通過熱處理工藝進行強化的合金型材、合金棒材或合金排材，包括步驟I):合金鑄錠加熱，將合金鑄錠加熱至擠壓溫度區間，所述擠壓溫度區間的下限溫度低于所述合金鑄錠的淬火溫度的下限值，且差值為5-20°C，所述擠壓溫度區間的上限溫度低于所述合金淬火溫度的上限值，且差值為5-20°C ；2):擠壓，將經過加熱的合金鑄錠通過擠壓制成毛坯，并使其溫度上升至淬火溫度區間；3):在線淬火，將步驟2)制的處于淬火溫度區間的毛坯直接放入淬冷介質中進行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。
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優選的，在步驟I)和步驟2)之間還包括步驟11):保溫，對經過合金鑄錠加熱工序的合金鑄錠進行保溫10-100分鐘。優選的，在上述生產工藝中步驟3)之后還包括步驟4):矯直，對經過在線淬火工序的合金型材、合金棒材或合金排材的形變進行矯正。優選的，在上述生產工藝中所述步驟4)之后還包括步驟5):時效處理，將經過矯直工序的合金型材、合金棒材或合金排材進行時效處理。優選的，在上述生產工藝中還包括步驟31):在線拉伸，在所述毛坯在線淬火的同時進行在線拉伸。優選的，所述的合金型材為鋁合金型材，合金棒材為鋁合金棒材，合金排材為鋁合金排材。優選的，所述的鋁合金型材為2014T6鋁合金型材、6A02T6合金型材、2219T6鋁合金型材或6061T6鋁合金型材。優選的，在上述生產工藝中所述的淬冷介質為水或油。本發明的另一目的還在于提供一種實現上述工藝的合金型材生產設備，該設備包括鑄錠加熱爐，所述鑄錠加熱爐用于合金鑄錠的加熱；擠出機，所述擠出機與所述鑄錠加熱爐相連，用于將所述鑄錠加熱爐中加熱后的合金鑄錠在模具中擠出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介質，且所述淬火槽設置于所述模具的型材出口端，用于將所述的毛坯直接淬火。優選的，在上述設備中所述的淬冷介質為水或油。從上述的技術方案可以看出，本發明通過采用在線淬火的生產工藝，利用合金鑄錠在進行擠壓成型后處于高溫狀態的特點，其溫度處于合金的淬火溫度范圍，因而在擠壓工藝之后直接進行淬火工藝，這就省去了再次對合金毛坯進行加熱并淬火的工藝，精簡了工藝過程，縮短了生產時間，提高了生產效率，同時由于節省了再次對合金毛坯進行加熱而耗費的大量能源，從而也降低了生產成本。
為了更清楚地說明本發明實施例，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術中合金型材、合金排材或合金棒材的生產工藝流程圖；圖2為本發明實施例提供的合金型材、合金排材或合金棒材生產工藝流程圖。
具體實施例方式本發明實施例公開一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝，以實現提高生產效率，節約能源，降低合金型材生產成本的目的。同時本發明還公開了一種實現上述工藝的生產設備。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。請參考附圖2，圖2為本發明實施例提供的合金型材、合金排材或合金棒材生產工藝流程圖。 本發明實施例提供的合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝使得合金型材合金棒材或合金排材的生產工藝精簡化，提高生產效率，并且節省能源，降低生產成本，其包括步驟SI :合金鑄錠加熱將合金鑄錠加熱至擠壓溫度，所述擠壓溫度的下限溫度低于淬火溫度的下限， 且差值為5-20°C，所述擠壓溫度的上限溫度低于淬火溫度的上限，且差值為5-20°C ;如， 2014T6鋁合金排材、2014T6鋁合金棒材、2014T6鋁合金型材的淬火溫度為495-505°C，因而擠壓溫度為475-485°C。步驟S2 :擠壓將經過加熱軟化的合金鑄錠通過在模具中利用擠壓機擠壓制成毛坯；步驟S3 :在線淬火將上述步驟制成的處于淬火溫度區間內的毛坯直接放入淬冷介質中進行淬火制成合金型材合金棒材或者合金排材。上述實施例中的合金型材、合金棒材或者合金排材可通過熱處理工藝進行強化， 其中步驟S3中的淬冷介質可以為水，油或者其他可以進行金屬合金淬火的冷卻介質，在本發明中不對其進行具體限制，毛坯的溫度控制可以由擠壓速度和鑄錠的加熱溫度調整，合金鑄錠由加熱過程溫度上升至擠壓溫度，擠壓溫度上限和下限一般分別比其淬火溫度的上限和下限低5-20°C，合金鑄錠在擠壓的過程中溫度上升至淬火溫度，從而使得毛坯的溫度符合淬火要求。由以上技術方案可以發現，本發明中的合金型材、棒材和排材的生產工藝比現有技術的生產工藝省去了自然冷卻和型材毛坯加熱的工序，而是在經過合金擠出成型工序之后直接進行淬火工序，因為由擠壓工序產出的毛坯仍處于高溫狀態，其溫度處于淬火溫度范圍內，利用毛坯本身的高溫進行在線淬火，不僅可以簡化生產工藝，縮短生產時間，同時還能節省用于毛坯加熱的大量能源，有效降低生產成本。為了進一步優化本發明所提供的技術方案，本實施例中在步驟SI和步驟S2之間還包括步驟Sll :保溫,對經過合金鑄錠加熱工序的合金鑄錠進行保溫10-100分鐘。在淬火的過程中，由于溫度的快速降低，可能導致毛坯的形狀發生變化，為了保證合金型材、合金棒材或者合金排材的質量，本實施例中優選的在步驟S3之后還包括步驟S4 :矯直對經過在線淬火工序的合金型材、合金棒材或者合金排材的形變進行矯正。經過在線淬火的工序之后，合金型材、合金棒材或者合金排材的表面硬度和強度都有所提高，為了將該性能保持下去，本實施例中優選的加入了步驟S5 :時效處理將經過矯直工序的合金型材、合金棒材或者合金排材保持室溫存放，或者在較高的溫度下進行存放，以消除殘余應力，穩定成品的組織結構和尺寸。
為了進一步優化本發明所提供的技術方案，以進一步減小在在線淬火過程中毛坯的形變量，本實施例中還包括步驟S31 :在線拉伸，在所述型材毛坯、棒材毛坯或者排材毛坯在線淬火的同時進行在線拉伸。這樣可以在淬火的過程當中對型材毛坯進行適當的拉伸，以保持其形狀的穩定， 減少在淬火過程中可能發生的不可預期的形變。鋁合金具有優異的力學性能，其可塑性強，質量輕便，因此本實施例中的合金為鋁合金，所述的合金型材、合金棒材和合金排材分別為鋁合金型材鋁合金棒材和鋁合金排材。 更進一步的本實施例中的鋁合金型材的狀態為T6，具體為2014T6鋁合金型材、6A02T6合金型材、2219T6鋁合金型材或6061T6鋁合金型材。其中2014T6鋁合金型材的淬火溫度為 495-505°C,6A02T6合金型材的淬火溫度為500-505°C，2219T6鋁合金型材的淬火溫度為 530-540°C,6061T6鋁合金型材的淬火溫度為515_550°C，由于鋁合金鑄錠的加熱溫度一般在470°C左右，因而經過擠壓工序之后其溫度就上升至上述合金的淬火溫度范圍內，完全可以進行淬火操作。對于T4狀態的厚度不大于50mm的排材和型材，以及直徑不大于60mm的棒材采用該工藝效果也非常明顯。本實施例中的淬冷介質優選的采用水，以降低生產成本， 同時淬冷介質還可以采用油或者其他可實現毛坯淬火的冷卻介質。本發明實施例同時還公開了一種可實現上述工藝的合金型材、合金棒材或合金排材的生產設備，該設備包括鑄錠加熱爐，所述鑄錠加熱爐用于合金鑄錠的加熱；擠出機，所述擠出機與所述鑄錠加熱爐相連，用于將所述鑄錠加熱爐中加熱后的合金鑄錠在模具中擠出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介質，且所述淬火槽設置于所述模具的出口端，用于將所述的毛坯直接淬火。合金鑄錠在鑄錠加熱爐中加熱到合適的溫度之后，轉入所述的擠出機當中，由擠出機對上述合金鑄錠在模具中擠出成型材毛坯、棒材毛坯或排材毛坯，型材毛坯、棒材毛坯或排材毛坯此時處于高溫狀態，設置于模具出料口一端的淬火槽中的淬冷介質直接對上述毛還進行淬火。與現有技術的生產設備相比，本發明中的設備省去了加熱爐，并將淬火槽直接設置于模具的出料口一端，在保證合金型材、合金棒材或合金排材的淬火質量的同時有效降低了設備投入成本。為了進一步降低生產成本，本實施例中的淬冷介質優選的采用通用的水或油。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝，所述合金型材、合金棒材或合金排材為可通過熱處理工藝進行強化的合金型材、合金棒材或合金排材，其特征在于，包括步驟1):合金鑄錠加熱，將合金鑄錠加熱至擠壓溫度區間，所述擠壓溫度區間的下限溫度低于所述合金鑄錠的淬火溫度區間的下限值，且差值為5-20°C，所述擠壓溫度的上限溫度低于所述合金鑄錠的淬火溫度的上限值，且差值為5-20°C ；2):擠壓，將經過加熱的合金鑄錠通過擠壓制成毛坯，并使其溫度處于淬火溫度區間；3):在線淬火，將步驟2)得到的溫度處于淬火溫度區間的毛坯直接放入淬冷介質中進行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。
2.根據權利要求I所述的生產工藝，其特征在于，在步驟I)和步驟2)之間還包括步驟 11):保溫，對經過合金鑄錠加熱工序的合金鑄錠進行保溫10-100分鐘。
3.根據權利要求I所述的生產工藝，其特征在于，在步驟3)之后還包括步驟4) 矯直，對經過在線淬火工序的合金型材、合金棒材或合金排材的形變進行矯正。
4.根據權利要求3所述的生產工藝，其特征在于，在所述步驟4)之后還包括步驟5) 時效處理，將經過矯直工序的合金型材、合金棒材或合金排材進行時效處理。
5.根據權利要求I所述的生產工藝，其特征在于，還包括步驟31):在線拉伸，在所述毛坯在線淬火的同時進行在線拉伸。
6.根據權利要求I所述的生產工藝，其特征在于，所述的合金型材為鋁合金型材，合金棒材為鋁合金棒材，合金排材為鋁合金排材。
7.根據權利要求6所述的生產工藝，其特征在于，所述的鋁合金型材為2014T6鋁合金型材、6A02T6鋁合金型材、2219T6鋁合金型材或6061T6鋁合金型材。
8.根據權利要求I所述的生產工藝，其特征在于，所述的淬冷介質為水或油。
9.一種合金型材生產設備，其特征在于，包括鑄錠加熱爐，所述鑄錠加熱爐用于合金鑄錠的加熱；擠出機，所述擠出機與所述鑄錠加熱爐相連，用于將所述鑄錠加熱爐中加熱后的合金鑄錠在模具中擠出制成毛坯；淬火槽，所述淬火槽中包括淬冷介質，且所述淬火槽設置于所述模具的出口端，用于將所述的毛坯直接淬火。
10.根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述的淬冷介質為水或油。
全文摘要
本發明公開了一種合金型材、合金棒材或合金排材的生產工藝，包括步驟合金鑄錠加熱；擠壓，經過加熱軟化的合金鑄錠通過擠壓制成毛坯；在線淬火，將上述步驟制成的毛坯直接放入淬冷介質中進行淬火制成合金型材、合金棒材或合金排材。與現有的生產工藝相比，本發明所提供的生產工藝將現有技術中的毛坯經過自然冷卻后再重新加熱淬火的方式用在線淬火的工藝替換，即直接利用毛坯本身的高溫進行淬火，這不僅簡化了工藝過程，提高了生產效率，同時節省了再次對毛坯加熱的大量能源，降低了生產成本，本發明同時還公開了實現上述工藝的生產設備。
文檔編號C22F1/04GK102586560SQ201210067340
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者嚴其良 申請人:西南鋁業(集團)有限責任公司