一种铝合金双级时效热处理装置及方法
阅读说明：本技术 一种铝合金双级时效热处理装置及方法 (Aluminum alloy two-stage aging heat treatment device and method ) 是由 赵守明 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种铝合金双级时效热处理装置及方法,属于铝合金加工技术领域,包括装置主体,所述装置主体前部设有封闭门,所述装置主体包括收集模块、控温模块以及控制模块,所述收集模块在装置主体内部设有铝合金放置托盘,所述铝合金放置托盘底部安装有电热装置。本发明通过控温模块对预时效温度、预时效时间、主时效温度、主时效时间四个主要参数的优化和精确控制,提高产品的加工精度,降低成本；通过立体式的水循环管加大接触面积,提高散热效率,同时上下流通扇的设置确保内部温度均匀一致,以此达到便捷控制温度的效果；通过收集模块便捷的将放置托盘同步倾斜一定角度,便捷原料的收集。(The invention provides an aluminum alloy two-stage aging heat treatment device and method, belonging to the technical field of aluminum alloy processing. According to the invention, four main parameters of the pre-aging temperature, the pre-aging time, the main aging temperature and the main aging time are optimized and accurately controlled through the temperature control module, so that the processing precision of the product is improved, and the cost is reduced; the contact area is enlarged through the three-dimensional water circulation pipe, the heat dissipation efficiency is improved, and the arrangement of the upper circulation fan and the lower circulation fan ensures that the internal temperature is uniform and consistent, so that the effect of conveniently controlling the temperature is achieved; the tray to be placed is inclined at a certain angle synchronously through the collection module, so that the collection of raw materials is convenient.)
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种铝合金双级时效热处理装置及方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
时效处理，指合金工件经固溶处理，从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后，在较高的温度或室温放置保持其形状、尺寸，性能随时间而变化的热处理工艺。
申请号为CN201410839114.5的专利提供了一种A356铝合金双级时效热处理工艺，本发明所述方法简单且易于操作，双级时效后A356铝合金抗拉强度为280MPa左右，延伸率可以达到10％，比传统的热处理效果佳。
虽然该技术在一定程度上提高铝合金加工的性能，但是存在温度控制不够精准便捷的问题。
申请号为CN201920474254.5的专利提供了一种全自动铝型材时效炉，本发明设置有水箱、回水管、补水管、进水管、排水管、换热管和水泵，能够有效的将时效炉内部的高温进行合理利用，避免时效炉内部的热量直接排放到空气之中，提高能源的有效利用，降低对环境的破坏，有利于环保事业。
虽然该技术在一定程度上提高散热的便捷性，但是存在一些问题。第一，该方案散热管与外部接触面积小，无法快速的进行散热控温；第二，炉内无法快速高效的形成对流确保内部温度均匀，第三，卸料不够便捷。
由鉴于此，发明一种铝合金双级时效热处理装置及方法是非常必要的。
发明内容
为全面解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本发明提供了一种铝合金双级时效热处理装置及方法能够全面解决上述问题。本发明可以提高铝合金加工精度，较低加工能耗，便捷温度控制，且卸料方便。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
本发明提供一种铝合金双级时效热处理装置及方法，包括装置主体，所述装置主体前部设有封闭门，所述装置主体包括收集模块、控温模块以及控制模块，所述收集模块在装置主体内部设有铝合金放置托盘，所述铝合金放置托盘底部安装有电热装置，所述电热装置是采用PID智能操作控制的恒温加热装置，所述铝合金放置托盘翻转角度为0°～60°。
本实施例中，通过控温模块可以将装置主体内部温度快速便捷调节到需要的温度，同时确保装置主体内部温度均匀，防止原料局部高温而影响加工精度。
需要说明的是，在加工完毕后用户通过收集模块将铝合金放置托盘旋转一定的角度，便于用户从铝合金放置托盘上卸料。
优选的，所述封闭门上部右侧安装有把手，所述封闭门上部安装有视窗。
在使用时，用户通过封闭门上部安装的视窗查看装置主体内部原件加工情况。
优选的，所述收集模块是由YZR180L-8-15KW型电机驱动，所述收集模块侧面连接有主动齿轮轴，所述主动齿轮轴啮合连接有传动链，所述传动链上部啮合连接有从动齿轮轴，所述从动齿轮轴上部安装的第一齿轮，所述第一齿轮侧面啮合连接有第一齿轮，所述第一齿轮固定安装在翻转轴上部，所述翻转轴与铝合金放置托盘固定连接。
需要说明的是，收集模块带动主动齿轮轴转动，主动齿轮轴带动啮合连接的传动链转动，传动链上部啮合带动从动齿轮轴转动，从动齿轮轴带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮带动翻转轴转动，翻转轴带动铝合金放置托盘翻转，便捷卸料。
优选的，所述控温模块包括水控装置和内控装置，所述水控装置为立体式水循环管，所述立体式水循环管布局在装置主体内部。
具体的，通过包括水控装置调节装置主体内部温度值，通过内控装置确保装置主体内部温度均匀。
优选的，所述水控装置上部通过进水管与水箱连通，所述水箱右侧设有ISG25-16型的输水泵。
优选的，所述水箱前部设有进水口，所述水箱底部通过出水管与水控装置连通，所述水箱底部左侧设有DX1.5-17-0.37A型排水泵，所述排水泵左侧设有排水口，所述装置主体内部设有耐热型热电偶式的温度感应器。
需要说明的是，通过进水管和出水管将水箱与立体式水循环管式水控装置连通，增加接触面积，提高了控温效果，同时温度感应器实时检测装置主体内部温度信息传输到控制模块内部设置的下位机进行对比分析。
优选的，所述内控装置由YZR180L-8-15K型电机驱动，所述内控装置上部设有上传动结构，所述上传动结构通过上第一传动轴与内控装置连通，所述上第一传动轴顶端设有上第一传动斜齿，所述上第一传动斜齿侧面啮合连接有上第二传动斜齿，所述上第二传动斜齿固定安装在上第二传动轴上部，所述上第二传动轴另一端设有上第三传动斜齿，所述上第三传动斜齿侧面啮合连接有上第四传动斜齿，所述上第四传动斜齿固定安装在上第三传动轴上部，所述上第三传动轴底部固定连接有上流通扇。
启动设备，铝合金放置托盘电热装置加热模式开始工作，直接将温度加热到预时效温度T预，同时内控装置同步作业，内控装置带动上第一传动轴转动，上第一传动轴带动顶端的上第一传动斜齿转动，上第一传动斜齿带动侧面啮合连接的上第二传动斜齿转动，上第二传动斜齿带动上第二传动轴转动，上第二传动轴带动上第三传动斜齿转动，上第三传动斜齿带动侧面啮合连接的上第四传动斜齿转动，上第四传动斜齿带动上第三传动轴转动，上第三传动轴带动上流通扇转动。
优选的，所述内控装置底部设有下传动结构，所述下传动结构通过下第一传动轴与内控装置连通，所述下第一传动轴顶端设有下第一传动斜齿，所述下第一传动斜齿侧面啮合连接有下第二传动斜齿，所述下第二传动斜齿固定安装在下第二传动轴下部，所述下第二传动轴另一端设有下第三传动斜齿，所述下第三传动斜齿侧面啮合连接有下第四传动斜齿，所述下第四传动斜齿固定安装在下第三传动轴下部，所述下第三传动轴底部固定连接有下流通扇。
需要说明的是，内控装置通过底部的下传动结构将动力通过下第一传动轴、下第二传动轴、下第三传动轴传到下流通扇，带动下流通扇转动。
优选的，所述控制模块前端设有上位机操作台，所述控制模块内部设置有下位机。
需要说明的是，在上位机操作台上设置预时效温度T预、预时效时间H预、主时效温度T主、主时效时间H主存储在下位机中，通过下位机检测分析控制设备的运行。
优选的，所述铝合金双级时效处理步骤为：
①打开封闭门向铝合金放置托盘放置需加工的原料；
②关闭封闭门，在上位机操作台上设置预时效温度T预、预时效时间H预、主时效温度T主、主时效时间H主；
③启动设备，电热装置加热模式开始工作，同时内控装置同步作业将装置主体内部温度均匀化确保原料受热均匀；
④温度感应器实时检测内控装置内温度，当到达预时效温度T预时，电热装置保温模式开始工作，保持温度在预时效温度T预，且保持预时效时间H预；
⑤接着，电热装置继续加热模式工作，当到达主时效温度T主时，电热装置保温模式开始工作，保持温度在主时效温度T主，且保持主时效时间H主；
⑥然后，水控装置开始工作，立体式水循环布局在装置主体内部，通过水将内部温度快速下降；
⑦最后，打开封闭门，启动收集模块将铝合金放置托盘旋转一定角度，便于其上部原料的拿取。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、提高产品性能，较低能耗。本发明通过控温模块对预时效温度、预时效时间、主时效温度、主时效时间四个主要参数的优化和精确控制，提高产品的抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率以及产品尺寸的精度，降低能耗和成本。
2、便捷温度调控。本发明通过立体式的水循环管加大接触面积，提高散热效率，同时内部上下流通扇的设置确保内部温度均匀一致，以此达到便捷控制温度的效果。
3、原料收集方便。本发明通过收集模块便捷的将放置托盘同步倾斜一定角度，便捷原料的收集。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明局部剖视图；
图4是本发明图3中A处局部放大示意图；
图5是本发明控温模块结构示意图；
图6是本发明打开结构示意图；
图7是本发明收集模块结构示意图；
图8是本发明收集模块左视图。
图中：
1、装置主体；2、封闭门；3、视窗；4、水箱；5、进水口；6、输水泵；7、水泵；8、排水口；9、水控装置；10、温度感应器；11、内控装置；12、收集模块；13、电热装置；14、控制模块；15、上位机操作台；16、控温模块；21、把手；91、进水管；92、出水管；111、上传动结构；112、上流通扇；113、下传动结构；114、下流通扇；1111、上第一传动轴；1112、上第一传动斜齿；1113、上第二传动斜齿；1114、上第二传动轴；1115、上第三传动斜齿；1116、上第四传动斜齿；1117、上第三传动轴；1131、下第一传动轴；1132、下第一传动斜齿；1133、下第二传动斜齿；1134、下第二传动轴；1135、下第三传动斜齿；1136、下第四传动斜齿；1137、下第三传动轴；121、主动齿轮轴；122、传动链；123、从动齿轮轴；124、第一齿轮；125、第一齿轮；126、翻转轴；127、铝合金放置托盘；T预-预时效温度；H预-预时效时间；T主-主时效温度；H主-主时效时间。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1至附图5所示，本发明提供一种铝合金双级时效热处理装置及方法，包括装置主体1，所述装置主体1前部设有封闭门2，其特征在于，所述装置主体1包括收集模块12、控温模块16以及控制模块14，所述收集模块12在装置主体1内部设有铝合金放置托盘127，所述铝合金放置托盘127底部安装有电热装置13，所述电热装置13是采用PID智能操作控制的恒温加热装置，所述铝合金放置托盘127翻转角度为0°～60°。
本实施例中，通过控温模块16可以将装置主体1内部温度快速便捷调节到需要的温度，同时确保装置主体1内部温度均匀，防止原料局部高温而影响加工精度。
需要说明的是，在加工完毕后用户通过收集模块12将铝合金放置托盘127旋转一定的角度，便于用户从铝合金放置托盘127上卸料。
如附图2至附图6所示，上述实施方案中，具体的，所述封闭门2上部右侧安装有把手21，所述封闭门2上部安装有视窗3。
在使用时，用户通过封闭门2上部安装的视窗3查看装置主体1内部原件加工情况。
如附图5至附图8所示，，上述实施方案中，具体的，所述收集模块12是由YZR180L-8-15KW型电机驱动，所述收集模块12侧面连接有主动齿轮轴121，所述主动齿轮轴121啮合连接有传动链122，所述传动链122上部啮合连接有从动齿轮轴123，所述从动齿轮轴123上部安装的第一齿轮124，所述第一齿轮124侧面啮合连接有第一齿轮125，所述第一齿轮125固定安装在翻转轴126上部，所述翻转轴126与铝合金放置托盘127固定连接。
需要说明的是，收集模块12带动主动齿轮轴121转动，主动齿轮轴121带动啮合连接的传动链122转动，传动链122上部啮合带动从动齿轮轴123转动，从动齿轮轴123带动第一齿轮124转动，第一齿轮124带动第一齿轮125转动，第一齿轮125带动翻转轴126转动，翻转轴126带动铝合金放置托盘127翻转，便捷卸料。
如附图3至附图5所示，上述实施方案中，具体的，所述控温模块16包括水控装置9和内控装置11，所述水控装置9为立体式水循环管，所述立体式水循环管布局在装置主体1内部。
具体的，通过包括水控装置9调节装置主体1内部温度值，通过内控装置11确保装置主体1内部温度均匀。
如附图1至附图6所示，上述实施方案中，具体的，所述水控装置9上部通过进水管91与水箱4连通，所述水箱4右侧设有ISG25-160型的输水泵6。
如附图2至附图6所示，上述实施方案中，具体的，所述水箱4前部设有进水口5，所述水箱4底部通过出水管92与水控装置9连通，所述水箱4底部左侧设有DX1.5-17-0.37A型排水泵7，所述排水泵7左侧设有排水口8，所述装置主体1内部设有耐热型热电偶式的温度感应器10。
需要说明的是，通过进水管91和出水管92将水箱4与立体式水循环管式水控装置9连通，增加接触面积，提高了控温效果，同时温度感应器10实时检测装置主体1内部温度信息传输到控制模块14内部设置的下位机进行对比分析。
如附图3至附图7所示，上述实施方案中，具体的，述内控装置11由YZR180L-8-15KW型电机驱动，所述内控装置11上部设有上传动结构111，所述上传动结构111通过上第一传动轴1111与内控装置11连通，所述上第一传动轴1111顶端设有上第一传动斜齿1112，所述上第一传动斜齿1112侧面啮合连接有上第二传动斜齿1113，所述上第二传动斜齿1113固定安装在上第二传动轴1114上部，所述上第二传动轴1114另一端设有上第三传动斜齿1115，所述上第三传动斜齿1115侧面啮合连接有上第四传动斜齿1116，所述上第四传动斜齿1116固定安装在上第三传动轴1117上部，所述上第三传动轴1117底部固定连接有上流通扇112。
启动设备，铝合金放置托盘127电热装置13加热模式开始工作，直接将温度加热到预时效温度T预，同时内控装置11同步作业，内控装置11带动上第一传动轴1111转动，上第一传动轴1111带动顶端的上第一传动斜齿1112转动，上第一传动斜齿1112带动侧面啮合连接的上第二传动斜齿1113转动，上第二传动斜齿1113带动上第二传动轴1114转动，上第二传动轴1114带动上第三传动斜齿1115转动，上第三传动斜齿1115带动侧面啮合连接的上第四传动斜齿1116转动，上第四传动斜齿1116带动上第三传动轴1117转动，上第三传动轴1117带动上流通扇112转动。
如附图4至附图6所示，上述实施方案中，具体的，所述内控装置11底部设有下传动结构113，所述下传动结构113通过下第一传动轴1131与内控装置11连通，所述下第一传动轴1131顶端设有下第一传动斜齿1132，所述下第一传动斜齿1132侧面啮合连接有下第二传动斜齿1133，所述下第二传动斜齿1133固定安装在下第二传动轴1134下部，所述下第二传动轴1134另一端设有下第三传动斜齿1135，所述下第三传动斜齿1135侧面啮合连接有下第四传动斜齿1136，所述下第四传动斜齿1136固定安装在下第三传动轴1137下部，所述下第三传动轴1137底部固定连接有下流通扇114。
需要说明的是，内控装置11通过底部的下传动结构113将动力通过下第一传动轴1131、下第二传动轴1134、下第三传动轴1137传到下流通扇114，带动下流通扇114转动。
如附图1至附图3所示，上述实施方案中，具体的，所述控制模块14前端设有上位机操作台15，所述控制模块14内部设置有下位机。
需要说明的是，用户在上位机操作台15上设置预时效温度T预、预时效时间H预、主时效温度T主、主时效时间H主存储在下位机中，通过下位机检测分析控制设备的运行。
如附图1至附图8所示，上述实施方案中，具体的，所述铝合金双级时效处理步骤为：
①打开封闭门2向铝合金放置托盘127放置需加工的原料；
②关闭封闭门2，在上位机操作台15上设置预时效温度T预、预时效时间H预、主时效温度T主、主时效时间H主；
③启动设备，电热装置13加热模式开始工作，同时内控装置11同步作业将装置主体1内部温度均匀化确保原料受热均匀；
④温度感应器10实时检测内控装置11内温度，当到达预时效温度T预时，电热装置13保温模式开始工作，保持温度在预时效温度T预，且保持预时效时间H预；
⑤接着，电热装置13继续加热模式工作，当到达主时效温度T主时，电热装置13保温模式开始工作，保持温度在主时效温度T主，且保持主时效时间H主；
⑥然后，水控装置9开始工作，立体式水循环布局在装置主体1内部，通过水将内部温度快速下降；
⑦最后，打开封闭门2，启动收集模块12将铝合金放置托盘127旋转一定角度，便于其上部原料的拿取。
工作原理
在使用前，通过水箱4前部设置的进水口输入足量的冷却液，接着通过封闭门2上部右侧安装的把手21打开封闭门2，然后向装置主体1内部的三层铝合金放置托盘127放置需加工的铝合金原料。
接着，关闭封闭门2，在上位机操作台15上设置预时效温度T预、预时效时间H预、主时效温度T主、主时效时间H主。启动设备，铝合金放置托盘127电热装置13加热模式开始工作，直接将温度加热到预时效温度T预，同时内控装置11同步作业，内控装置11带动上第一传动轴1111转动，上第一传动轴1111带动顶端的上第一传动斜齿1112转动，上第一传动斜齿1112带动侧面啮合连接的上第二传动斜齿1113转动，上第二传动斜齿1113带动上第二传动轴1114转动，上第二传动轴1114带动上第三传动斜齿1115转动，上第三传动斜齿1115带动侧面啮合连接的上第四传动斜齿1116转动，上第四传动斜齿1116带动上第三传动轴1117转动，上第三传动轴1117带动上流通扇112转动，同样的原理内控装置11带动下流通扇114，以此将装置主体1内部空气流通，确保内部温度均匀化，原料受热均匀。同时，温度感应器10实时检测内控装置11内温度，当到达预时效温度T预时，电热装置13保温模式开始工作，保持温度在预时效温度T预，且保持预时效时间H预。接着，电热装置13继续加热模式工作，当到达主时效温度T主时，电热装置13保温模式开始工作，保持温度在主时效温度T主，且保持主时效时间H主。
然后，水控装置9开始工作，立体式水循环布局在装置主体1内部，通过水将内部温度快速下降。最后，打开封闭门2，启动收集模块12将铝合金放置托盘127旋转一定角度，便于其上部原料的拿取。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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