阅读说明：本技术 一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置 (Online solid solution heat treatment device of high performance copper alloy strip ) 是由 刘洪昌 谯光辉 赵国天 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置,包括开卷机、炉前剪切装置、合金带焊接装置、炉前S辊装置、预热炉、加热保温炉、冷却炉、炉后S辊装置、钝化冲洗装置、烘干装置、炉后剪切装置、收卷机；通过该装置,将铜合金带材从卷材展开成带材进行加热、保温、风冷冷却、板型校正等工艺操作,实现了铜合金带材连续在线固溶处理；具有防止铜合金带材表面划伤,防止带材表面的氧化,残余内应力小,成品板型平整的优点,同时经该装置固溶处理后的铜合金带材成品具有极高的机械性能及一致性。(A high-performance copper alloy strip online solid solution heat treatment device comprises an uncoiler, a furnace front shearing device, an alloy strip welding device, a furnace front S roller device, a preheating furnace, a heating and heat-preserving furnace, a cooling furnace, a furnace rear S roller device, a passivation flushing device, a drying device, a furnace rear shearing device and a coiling machine; by the device, the copper alloy strip is unfolded from the coiled material into the strip to be subjected to the process operations of heating, heat preservation, air cooling, plate shape correction and the like, so that the continuous online solid solution treatment of the copper alloy strip is realized; the device has the advantages of preventing the surface of the copper alloy strip from being scratched and the surface of the strip from being oxidized, along with small residual internal stress and flat plate shape of a finished product, and meanwhile, the finished product of the copper alloy strip after the solution treatment by the device has extremely high mechanical performance and consistency.)

一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置

技术领域

本发明涉及高性能铜合金带材在线固溶热处理装备技术领域，具体涉及一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置。

背景技术

目前，铜合金带材固溶热处理主要采用铜带卷材在井式炉或罩式炉装置进行加热保温，然后吊出在淬火槽装置中进行水冷淬火的方式进行；采用此方式进行铜合金带材的固溶处理，存在许多缺陷：一、表面存在划伤：采用井式炉或罩式炉进行进行铜合金带材固溶处理，需要多次反复吊装，在吊装过程中，铜带卷材层与层之间会出现相对滑动，因此造成铜合金带材表面的划伤；二、表面存在氧化：采用井式炉或罩式炉加热铜带卷材，淬火时从井式炉或罩式炉中吊出铜带卷材暴露在空气中，同时淬火时水中进行，此过程造成铜合金带材表面的氧化，因此后续还需进行酸洗、钝化处理，不仅增加了生产成本，还造成严重环境污染；三、存在内应力：采用井式炉或罩式炉进行进行铜合金带材固溶处理，铜带卷材呈卷状，淬火时产生的内应无法完全释放，因此铜合金带材固溶处理后存在较大内应力，当存在较大内应力的铜合金带材用于冲压生产引线框等精密零件时，引线框会存在较大扭曲变形，造成无法正常使用；四、机械性能较差：采用井式炉或罩式炉进行进行铜合金带材固溶处理，加热时铜带卷材内外加热、保温时间不一致，淬火时铜带卷材内外冷却速度不一致、且冷却时间较长，因此无法获得高性能铜合金带材。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置，包括开卷机、炉前剪切装置、合金带焊接装置、炉前S辊装置、预热炉、加热保温炉、冷却炉、炉后S辊装置、钝化冲洗装置、烘干装置、炉后剪切装置、收卷机；通过该装置，将铜合金带材的固熔处理从原来的卷状展开成带状，进行连续在线固溶热处理；连续在线固溶热处理具有以下优点：一、在线固溶热处理装置采用同步滚轴密封门、收卷同步张紧轮装置，保证铜合金带材送进速度与同步滚轴密封门、收卷同步张紧轮转速同步，防止铜合金带材表面划伤及收卷松紧程度不一致；二、固溶热处理过程中采用还原性气体保护，对铜合金带材表面进行还原光亮处理，防止了带材表面的氧化；三、采用带状方式进行固溶热处理，带材分段加热、逐步升温、温度均匀，冷却处理时带材表面为自由状态，因此处理后残余内应力小；四、在线固溶热处理装置采用炉前S辊装置、中间多组夹辊及炉后S辊装置校正铜合金带材板型，使铜合金带材成品板型平整；五、采用含有氢气的气体冷却，具有冷却速度快、冷却均匀的特点，因此铜合金带材成品具有极高的机械性能及一致性。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置，包括开卷机、炉前剪切装置、合金带焊接装置、炉前S辊装置、预热炉、加热保温炉、冷却炉、炉后S辊装置、钝化冲洗装置、烘干装置、炉后剪切装置、收卷机，所述以上设备依序从右至左、依设备中心线对齐固定设置；所述开卷机与炉前剪切装置之间、合金带焊接装置与炉前S辊装置之间、炉前S辊装置与预热炉之间、冷却炉与炉后S辊装置之间、炉后S辊装置与钝化冲洗装置之间、钝化冲洗装置与烘干装置之间、烘干装置与炉后剪切装置之间、炉后剪切装置与收卷机之间为分离设置，两两之间各自设置有固定距离；所述炉前剪切装置与合金带焊接装置通过基座固定连接；所述预热炉、加热保温炉和冷却炉固定密封连接；所述开卷机上转动设置有压辊，压辊同轴设置有编码器。

进一步的，所述炉前剪切装置包括首端牵引辊、首端液压剪；所述首端牵引辊固定设置在首端液压剪右侧，通过剪切机架固定连接；所述首端牵引辊包括首端下牵引辊、首端上牵引辊、首端牵引辊支架，上下两根牵引辊通过首端牵引辊支架连接；首端下牵引辊固定设置在首端牵引辊支架下部，其固定连接有驱动伺服电机，驱动伺服电机转速由压辊同轴设置的编码器输出信号控制，保证首端下牵引辊的线速度与设置在开卷机上的铜带卷材释放速度相同；首端上牵引辊活动设置首端牵引辊支架上部，沿首端牵引辊支架上下滑动，方便生产前的穿带工作，同时上下牵引辊之间压力可调，用于校正铜合金带材的板型；所述首端牵引辊支架一端与剪切机架水平铰链连接，另一端与剪切机架通过丝杠螺母副垂直活动连接，实现首端牵引辊的俯仰调整，用于调整铜合金带材送进过程中的对中。

进一步的，所述炉前S辊装置包括炉前S辊对中检测装置、导入辊、S辊、张力辊、导出辊、张力辊杠杆、张力辊配重块；其中导入辊、S辊、导出辊通过S辊架固定连接，炉前S辊对中检测装置、导入辊固定设置在炉前S辊装置的右端，导出辊固定设置在炉前S辊装置的左端；所述炉前S辊对中检测装置采用光电检测的方法，检测铜合金带材的对中偏移量，用于控制首端牵引辊支架的俯仰角度，实现铜合金带材送进过程的自动对中；S辊有若干个，以上下方式设置；所述张力辊活动设置在导出辊与S辊之间，与张力辊杠杆一端固定连接，张力辊杠杆与S辊架铰链连接；张力辊杠杆另一端固定连接有电机，电机输出轴固定连接有丝杠，所述张力辊配重块与丝杠活动连接，沿张力辊杠杆滑动，用于调整张力辊的张紧力。

进一步的，所述预热炉包括预热炉体、入口端密封门、入口端电晕发生器、入口端防爆膜、尾气排放口；所述入口端密封门为同步滚轴密封结构，包括固定设置在下部的入口端下滚轴密封，和活动设置在上部的入口端上滚轴密封，入口端下滚轴密封连接有驱动伺服电机，驱动伺服电机转速由压辊同轴设置的编码器输出信号控制，保证入口端下滚轴密封的线速度与设置在开卷机上的铜带卷材释放速度相同；入口端密封门固定设置在预热炉体右端；所述入口端电晕发生器固定设置在预热炉体内部，靠近入口端密封门，入口端电晕发生器产生电晕放电，形成局部700~800℃高温，当入口端密封门有空气进入时，空气中的氧气与预热炉中的氢气在入口端电晕发生器处混合燃烧，防止预热炉因空气进入发生***；所述入口端防爆膜固定设置在预热炉体顶部，位于入口端电晕发生器上方，当预热炉中因空气进入过多发生***时，***产生的压力使入口端防爆膜发生破裂，释放***产生的瞬时高压，防止***压力损坏预热炉体；所述尾气排放口设置在预热炉体顶部，靠近入口端电晕发生器，尾气排放口设置有电火花点火器，用于点燃、燃烧经尾气排放口排出的氮氢混合气体。

进一步的，所述加热保温炉包括加热保温炉体、电阻加热带、温度传感器、加热观测窗；所述加热保温炉体为马弗管，与内壁相接固定设置有耐火纤维棉，与耐火纤维棉相接固定设置有轻质耐火砖；所述电阻加热带有若干组，固定设置在加热保温炉体内部，沿加热保温炉体长度方向设置，每组电阻加热带有三个，分别固定设置在加热保温炉体的两侧壁及底部，保证被加热的炉段温度均匀；所述温度传感器有若干个，固定设置在加热保温炉体内顶部，沿加热保温炉体长度方向设置，用于检测各个炉段的温度；所述加热观测窗固定设置在加热保温炉体的两侧炉壁上，用于观察热保温炉内铜合金带材的状况；加热保温炉内还设置有若干根石墨托辊，防止铜合金带材下垂与炉底接触产生划伤。

进一步的，所述冷却炉包括冷却炉体、冷风机、风刀、出口端密封门、出口端电晕发生器、出口端防爆膜、冷却观测窗、回风管；所述冷风机固定设置在冷却炉体外侧上部，其设置有多个，每个冷风机输风量单独可控；冷风机连接有若干风刀，风刀以上下对称方式固定设置在冷却炉体内部，沿冷却炉体长度方向设置，冷风机输送的冷却保护气体经风刀的出风口吹出，用于冷却铜合金带材；风刀的出风口宽度依铜合金带送进方向逐渐变窄，靠近加热保温炉处出风口宽度最宽、出风量最大，确保铜合金带材的冷却速度，远离加热保温炉的出风口宽度最小，在保证铜合金带材持续冷却的同时，减少冷却保护气体的消耗量；所述出口端密封门为同步滚轴密封结构，包括固定设置在下部的出口端下滚轴密封，和活动设置在上部的出口端上滚轴密封，出口端下滚轴密封连接有驱动伺服电机，驱动伺服电机转速由压辊同轴设置的编码器输出信号控制，保证出口端下滚轴密封的线速度与设置在开卷机上的铜带卷材释放速度相同；出口端密封门固定设置在冷却炉体左端；所述出口端电晕发生器固定设置在冷却炉体内部，靠近出口端密封门，出口端电晕发生器产生电晕放电，形成局部700~800℃高温，当出口端密封门有空气进入时，空气中的氧气与冷却炉中的氢气在入口端电晕发生器处混合燃烧，防止冷却炉因空气进入发生***；所述出口端防爆膜固定设置在冷却炉体顶部，位于出口端电晕发生器上方，当冷却炉中因空气进入过多发生***时，***产生的压力使出口端防爆膜发生破裂，释放***产生的瞬时高压，防止***压力损坏冷却炉体；所述冷却观测窗固定设置在冷却炉体的两侧炉壁上；所述回风管固定设置在冷却炉体顶部。

进一步的，所述炉后S辊装置上固定设置有炉后S辊对中检测装置，所述炉后S辊对中检测装置采用光电检测的方法，检测铜合金带材的对中偏移量。

进一步的，所述炉后剪切装置包括尾端液压剪、尾端牵引辊；所述尾端牵引辊固定设置在尾端液压剪左侧，通过剪切机架固定连接；所述尾端牵引辊包括尾端下牵引辊、尾端上牵引辊、尾端牵引辊支架，上下两根牵引辊通过尾端牵引辊支架连接；尾端下牵引辊固定设置尾端牵引辊支架下部，尾端下牵引辊固定连接有驱动伺服电机，驱动伺服电机转速由压辊同轴设置的编码器输出信号控制，保证出口端下滚轴密封的线速度与设置在开卷机上的铜带卷材释放速度相同；尾端上牵引辊活动设置尾端牵引辊支架上部，沿尾端牵引辊支架上下滑动，方便生产前的穿带工作，同时上下牵引辊之间压力可调，用于校正铜合金带材的板型；所述尾端牵引辊支架一端与剪切机架水平铰链连接，另一端与剪切机架通过丝杠螺母副垂直活动连接，实现尾端牵引辊的俯仰调整；尾端牵引辊的俯仰调整受炉后S辊对中检测装置的输出信号控制，自动调整尾端牵引辊的俯仰角度，保证铜合金带材送进过程始终保证对中。

进一步的，所述收卷机上固定设置有收卷对中检测装置和收卷同步张紧轮装置；收卷机的卷筒设置有自动纠偏机构，卷筒可沿轴线移动，卷筒沿轴线的移动由收卷对中检测装置的输出信号控制，保证铜合金带材收卷整齐；收卷同步张紧轮装置上活动设置有张紧轮，张紧轮可在收卷同步张紧轮装置上上下滑动，张紧轮的张紧力有配重块提供；收卷同步张紧轮装置上还设置有张紧轮位置传感器，张紧轮位置传感器输出信号控制收卷机的卷筒转速，实现收料速度控制。

进一步的，在线固溶热处理装置还包括电器控制系统和液压系统；所述电器控制系统与高性能铜合金带材在线固溶热处理装置上设置的各个传感器、驱动部件、液压系统电性连接；所述液压系统与高性能铜合金带材在线固溶热处理装置上设置的液压执行部件油路连接。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置，包括开卷机、炉前剪切装置、合金带焊接装置、炉前S辊装置、预热炉、加热保温炉、冷却炉、炉后S辊装置、钝化冲洗装置、烘干装置、炉后剪切装置、收卷机；通过该装置，将铜合金带材的固熔处理从原来的卷状展开成带状，进行连续在线固溶热处理；连续在线固溶热处理具有以下优点：一、在线固溶热处理装置采用同步滚轴密封门、收卷同步张紧轮装置，保证铜合金带材送进速度与同步滚轴密封门、收卷同步张紧轮转速同步，防止铜合金带材表面划伤及收卷松紧程度不一致；二、固溶热处理过程中采用还原性气体保护，对铜合金带材表面进行还原光亮处理，防止了带材表面的氧化；三、采用带状方式进行固溶热处理，带材分段加热、逐步升温、温度均匀，冷却处理时带材表面为自由状态，因此处理后残余内应力小；四、在线固溶热处理装置采用炉前S辊装置、中间多组夹辊及炉后S辊装置校正铜合金带材板型，使铜合金带材成品板型平整；五、采用含有氢气的气体冷却，具有冷却速度快、冷却均匀的特点，因此铜合金带材成品具有极高的机械性能及一致性。

附图说明

图1为高性能铜合金带材在线固溶热处理装置结构示意图A；

图2为高性能铜合金带材在线固溶热处理装置结构示意图B；

图3为高性能铜合金带材在线固溶热处理装置结构示意图C。

图中：1、开卷机；101、压辊； 2、炉前剪切装置；201、首端牵引辊；2011、首端下牵引辊；2012、首端上牵引辊；2013、首端牵引辊支架；202、首端液压剪；3、合金带焊接装置；301、焊接压台；302、焊接长度调整辊；4、炉前S辊装置；401、炉前S辊对中检测装置；402、导入辊；403、S辊；404、张力辊；405、导出辊；406、张力辊杠杆；407、张力辊配重块；5、预热炉；501、预热炉体；502、入口端密封门；5021、入口端下滚轴密封；5022、入口端上滚轴密封；503、入口端电晕发生器；504、入口端防爆膜；505、尾气排放口；6、加热保温炉；601、加热保温炉体；602、电阻加热带； 604、温度传感器；605、加热观测窗；7、冷却炉；701、冷却炉体；702、冷风机；703、风刀；704、出口端密封门；7041、出口端下滚轴密封；7042、出口端上滚轴密封；705、出口端电晕发生器；706、出口端防爆膜；707、冷却观测窗；708、回风管； 8、炉后S辊装置；801、炉后S辊装置对中检测装置；9、钝化冲洗装置；10、烘干装置； 11、炉后剪切装置；111、尾端液压剪；112、尾端牵引辊；1121、尾端下牵引辊；1122、尾端上牵引辊；1123、尾端牵引辊支架；12、收卷机；121、收卷对中检测装置；122、收卷同步张紧轮装置。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

一种高性能铜合金带材在线固溶热处理装置，包括开卷机1、炉前剪切装置2、合金带焊接装置3、炉前S辊装置4、预热炉5、加热保温炉6、冷却炉7、炉后S辊装置8、钝化冲洗装置9、烘干装置10、炉后剪切装置11、收卷机12，所述以上设备依序从右至左、依设备中心线对齐固定设置；所述开卷机1与炉前剪切装置2之间、合金带焊接装置3与炉前S辊装置4之间、炉前S辊装置4与预热炉5之间、冷却炉7与炉后S辊装置8之间、炉后S辊装置8与钝化冲洗装置9之间、钝化冲洗装置9与烘干装置10之间、烘干装置10与炉后剪切装置11之间、炉后剪切装置11与收卷机12之间为分离设置，两两之间各自设置有固定距离；其中开卷机1与炉前剪切装置2之间设置有845mm、合金带焊接装置3与炉前S辊装置4之间有700mm、炉前S辊装置4与预热炉5之间设置有660mm、冷却炉7与炉后S辊装置8之间设置有530mm、炉后S辊装置8与钝化冲洗装置9之间设置有585mm、钝化冲洗装置9与烘干装置10之间设置有955mm、烘干装置10与炉后剪切装置11之间设置有640mm、炉后剪切装置11与收卷机12之间设置有540mm；所述炉前剪切装置2与合金带焊接装置3通过基座固定连接，炉前剪切装置2与合金带焊接装置3之间设置有225mm；所述预热炉5、加热保温炉6和冷却炉7固定密封连接；所述开卷机1上转动设置有压辊101，压辊101同轴设置有编码器；

所述炉前剪切装置2包括首端牵引辊201、首端液压剪202；所述首端牵引辊201固定设置在首端液压剪202右侧，通过剪切机架固定连接；所述首端牵引辊201包括首端下牵引辊2011、首端上牵引辊2012、首端牵引辊支架2013，上下两根牵引辊通过首端牵引辊支架2013连接；首端下牵引辊2011固定设置在首端牵引辊支架2013下部，其固定连接有驱动伺服电机；首端上牵引辊2012活动设置首端牵引辊支架2013上部，沿引辊支架2013上下滑动；所述首端牵引辊支架2013一端与剪切机架水平铰链连接，另一端与剪切机架通过丝杠螺母副垂直活动连接；

所述炉前S辊装置4包括炉前S辊对中检测装置401、导入辊402、S辊403、张力辊404、导出辊405、张力辊杠杆406、张力辊配重块407；其中导入辊402、S辊403、导出辊405通过S辊架固定连接，炉前S辊对中检测装置401、导入辊402固定设置在炉前S辊装置4的右端，导出辊405固定设置在炉前S辊装置4的左端；S辊403有两个，以上下方式设置；所述张力辊404活动设置在导出辊405与S辊403之间，与张力辊杠杆406一端固定连接，张力辊杠杆406与S辊架铰链连接；张力辊杠杆406另一端固定连接有电机，电机输出轴固定连接有丝杠，所述张力辊配重块407与丝杠活动连接，沿张力辊杠杆406滑动；

所述预热炉5包括预热炉体501、入口端密封门502、入口端电晕发生器503、入口端防爆膜504、尾气排放口505；所述入口端密封门502为同步滚轴密封结构，包括固定设置在下部的入口端下滚轴密封5021，和活动设置在上部的入口端上滚轴密封5022，入口端下滚轴密封5021连接有驱动伺服电机；入口端密封门502固定设置在预热炉体501右端；所述入口端电晕发生器503固定设置在预热炉体501内部，靠近入口端密封门502；所述入口端防爆膜504固定设置在预热炉体501顶部，位于入口端电晕发生器503上方；所述尾气排放口505设置在预热炉体501顶部，靠近入口端电晕发生器503，尾气排放口505上还设置有电火花点火器；

所述加热保温炉6包括加热保温炉体601、电阻加热带602、温度传感器604、加热观测窗605；所述加热保温炉体601为马弗管，与内壁相接固定设置有耐火纤维棉，与耐火纤维棉相接固定设置有轻质耐火砖；所述电阻加热带602有七组，固定设置在加热保温炉体601内部，沿加热保温炉体601长度方向设置，每组电阻加热带602有三个，分别固定设置在加热保温炉体601的两侧壁及底部；所述温度传感器604对应电阻加热带602的设置共有七个，固定设置在加热保温炉体601内顶部，位置与电阻加热带602交错设置；所述加热观测窗605固定设置在加热保温炉体601的两侧炉壁上；

所述冷却炉7包括冷却炉体701、冷风机702、风刀703、出口端密封门704、出口端电晕发生器705、出口端防爆膜706、冷却观测窗707、回风管708；所述冷风机702设置有两个，固定设置在冷却炉体709外侧上部，两个冷风机702输风量单独可控；每个冷风机702连接有64个风刀703，风刀703以上下对称方式固定设置在冷却炉体701内部，沿冷却炉体701长度方向设置，风刀703的出风口宽度依铜合金带送进方向逐渐变窄，最右端风刀的出风口宽度为8MM，最左端风刀的出风口宽度为4MM；所述出口端密封门704为同步滚轴密封结构，包括固定设置在下部的出口端下滚轴密封7041，和活动设置在上部的出口端上滚轴密封7042，出口端下滚轴密封7041连接有驱动伺服电机；出口端密封门704固定设置在冷却炉体701左端；所述出口端电晕发生器705固定设置在冷却炉体701内部，靠近出口端密封门704；所述出口端防爆膜706固定设置在冷却炉体701顶部，位于出口端电晕发生器705上方；所述冷却观测窗707固定设置在冷却炉体701的两侧炉壁上；所述回风管708固定设置在冷却炉体701顶部；

所述炉后S辊装置8上固定设置有炉后S辊对中检测装置801；

所述炉后剪切装置11包括尾端液压剪111、尾端牵引辊112；所述尾端牵引辊112固定设置在尾端液压剪111左侧，通过剪切机架固定连接；所述尾端牵引辊112包括尾端下牵引辊1121、尾端上牵引辊1122、尾端牵引辊支架1123，上下两根牵引辊通过尾端牵引辊支架1123连接；尾端下牵引辊1121固定设置尾端牵引辊支架1123下部，尾端下牵引辊1121固定连接有驱动伺服电机，尾端上牵引辊1122活动设置尾端牵引辊支架1123上部；所述尾端牵引辊支架1123一端与剪切机架水平铰链连接，另一端与剪切机架通过丝杠螺母副垂直活动连接；

所述收卷机12上固定设置有收卷对中检测装置121和收卷同步张紧轮装置122；

在线固溶热处理装置还包括电器控制系统和液压系统；所述电器控制系统与高性能铜合金带材在线固溶热处理装置上设置的传感器、驱动部件、液压系统电性连接；所述液压系统与高性能铜合金带材在线固溶热处理装置上设置的液压执行部件油路连接。

本发明未详述部分为现有技术。