[发明专利]一种合金杆坯的在线固态相变处理装置及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金杆坯的在线固态相变处理装置及其处理方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

形变热处理是机械工业的一项重要基础技术，其对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命有重要意义。

目前，公知的在线热处理方法有：CN201410675128.8公开了一种中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，可保证多种规格、多种材质的产品在同一生产线上生产；CN201410291509.6提供一种铜质金属拉丝在线热处理装置，包括拉丝机，及其出线端连接电磁感应加热设备的电磁加热线圈入口，该电磁加热线圈的出口连接冷却水槽入口；CN201410265459.4公布了一种高强钢通过热轧及在线热处理的制备方法，使用低中碳钢，在热轧终轧后对热轧板立即进行在线余热淬火处理，随后在线加热至两相区进行保温，然后快冷至配分区，最后快冷至室温；CN 201210489696.X公开了一种铝合金导线的制备及在线形变热处理方法，将制备的铝合金导线牵引到在线固溶冷却水箱中，打开通水开关，使水箱中的冷却水喷射到挤压成形的铝合金导线上进行在线固溶处理，在线固溶温度为400～550℃，冷却水流量为15～20L/min，固溶冷却水箱长度8m，走线速度为20～50m/min，对固溶后的铝合金导线进行1～4道次连续ECAE，利用连续ECAE变形热进行动态时效，采用卷取机将时效后的导线进行卷取。

尽管我国目前的形变热处理技术有了一定的基础和突破，但是还存在热处理设备落后、产品质量性能不稳定、生产效率低、耗能高、污染严重的问题。因此，对于大长度、大直径的合金杆，还没有一种有效的热处理技术能使其性能均匀，且能大规模生产的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种合金杆坯的在线固态相变处理装置及其处理方法，它将连续挤压、在线固溶和在线时效有机结合，实现了合金杆坯在线固态相变热处理的一体化和连续化，具有生产效率高和产品性能稳定的优势。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种合金杆坯的在线固态相变处理装置，它包括自前至后依次布置的连续挤压机、线圈感应快速加热装置、第一冷却装置、加热保温装置和第二冷却装置，所述线圈感应快速加热装置包括加热感应线圈和保温感应线圈，所述加热感应线圈位于保温感应线圈前侧。

所述第一冷却装置和第二冷却装置均包括回流冷却水箱，所述汇流冷却水箱上方设置有蒸汽冷凝器，所述蒸汽冷凝器一侧设置有冷却水槽，所述冷却水槽上部和下部分别设置有冷却水进水口和冷却水出水口，所述冷却水槽顶部通过管路与蒸汽冷凝器顶部相连接，所述蒸汽冷凝器底部通过管路与回流冷却水箱相连接，所述回流冷却水箱通过管路分别与冷却水进水口和冷却水出水口相连接。

一种合金杆坯的在线固态相变处理方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将合金在感应熔炼炉中熔炼，通过连续铸造工艺得到大长度的合金杆坯；

步骤二、将大长度的铸造合金杆坯通过连续挤压机挤压成连续挤压合金杆，并在连续挤压机的模腔出口处安装线圈感应快速加热装置，通过连续挤压和线圈感应加热产生的热量将连续挤压合金杆加热到一定温度进行保温，接着通过第一冷却装置将连续挤压合金杆快速冷却；

步骤三、将步骤二生产的连续挤压合金杆通过加热保温装置，接着将保温完成的连续挤压合金杆通过第二冷却装置进行水冷或空冷；

步骤四、最后通过收线设备将连续挤压合金杆成卷。

合金杆坯的直径为20mm，连续挤压合金杆的直径为25mm。

步骤一中得到的大长度的合金杆坯在进入连续挤压机前先将加热好的7~8段铜短料连续不断放入连续挤压机的挤压轮槽内。

线圈感应快速加热装置包括加热感应线圈和保温感应线圈，所述保温感应线圈长度大于加热感应线圈长度，所述加热感应线圈设定温度为960-980℃，所述保温感应线圈设定温度为980±10℃。

所述保温感应线圈长度为15m，设定保温时间为30min。

步骤二中连续挤压机的挤压速度为0.52m/min。

第一冷却装置和第二冷却装置中的冷却水温度为20±5℃，步骤二中保温完成的连续挤压合金杆通过第一冷却装置快速冷却至20℃，步骤三中保温完成的连续挤压合金杆通过水冷或空冷至20℃。

步骤三中的加热保温装置的长度为30m，设定温度为500±5℃，保温时间为60±5min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：