本發(fā)明涉及一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

形變熱處理是機(jī)械工業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)，其對(duì)于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，節(jié)約材料，減少能耗，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命有重要意義。

目前，公知的在線熱處理方法有：CN201410675128.8公開了一種中高碳超細(xì)規(guī)格制繩用鋼絲在線熱處理酸洗磷化工藝，可保證多種規(guī)格、多種材質(zhì)的產(chǎn)品在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)；CN201410291509.6提供一種銅質(zhì)金屬拉絲在線熱處理裝置，包括拉絲機(jī)，及其出線端連接電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁加熱線圈入口，該電磁加熱線圈的出口連接冷卻水槽入口；CN201410265459.4公布了一種高強(qiáng)鋼通過熱軋及在線熱處理的制備方法，使用低中碳鋼，在熱軋終軋后對(duì)熱軋板立即進(jìn)行在線余熱淬火處理，隨后在線加熱至兩相區(qū)進(jìn)行保溫，然后快冷至配分區(qū)，最后快冷至室溫；CN 201210489696.X公開了一種鋁合金導(dǎo)線的制備及在線形變熱處理方法，將制備的鋁合金導(dǎo)線牽引到在線固溶冷卻水箱中，打開通水開關(guān)，使水箱中的冷卻水噴射到擠壓成形的鋁合金導(dǎo)線上進(jìn)行在線固溶處理，在線固溶溫度為400～550℃，冷卻水流量為15～20L/min，固溶冷卻水箱長(zhǎng)度8m，走線速度為20～50m/min，對(duì)固溶后的鋁合金導(dǎo)線進(jìn)行1～4道次連續(xù)ECAE，利用連續(xù)ECAE變形熱進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)效，采用卷取機(jī)將時(shí)效后的導(dǎo)線進(jìn)行卷取。

盡管我國(guó)目前的形變熱處理技術(shù)有了一定的基礎(chǔ)和突破，但是還存在熱處理設(shè)備落后、產(chǎn)品質(zhì)量性能不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低、耗能高、污染嚴(yán)重的問題。因此，對(duì)于大長(zhǎng)度、大直徑的合金桿，還沒有一種有效的熱處理技術(shù)能使其性能均勻，且能大規(guī)模生產(chǎn)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置，它將連續(xù)擠壓、在線固溶和在線時(shí)效有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了合金桿坯在線固態(tài)相變熱處理的一體化和連續(xù)化，具有生產(chǎn)效率高和產(chǎn)品性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置，它包括自前至后依次布置的連續(xù)擠壓機(jī)、線圈感應(yīng)快速加熱裝置、第一冷卻裝置、加熱保溫裝置和第二冷卻裝置，所述線圈感應(yīng)快速加熱裝置包括加熱感應(yīng)線圈和保溫感應(yīng)線圈，所述加熱感應(yīng)線圈位于保溫感應(yīng)線圈前側(cè)。

所述第一冷卻裝置和第二冷卻裝置均包括回流冷卻水箱，所述匯流冷卻水箱上方設(shè)置有蒸汽冷凝器，所述蒸汽冷凝器一側(cè)設(shè)置有冷卻水槽，所述冷卻水槽上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口和冷卻水出水口，所述冷卻水槽頂部通過管路與蒸汽冷凝器頂部相連接，所述蒸汽冷凝器底部通過管路與回流冷卻水箱相連接，所述回流冷卻水箱通過管路分別與冷卻水進(jìn)水口和冷卻水出水口相連接。

所述保溫感應(yīng)線圈長(zhǎng)度大于加熱感應(yīng)線圈長(zhǎng)度。

所述保溫感應(yīng)線圈長(zhǎng)度為15m。

所述加熱保溫裝置的長(zhǎng)度為30m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置，它能夠克服目前相變強(qiáng)化型合金桿存在的性能較差且不均勻、不能大長(zhǎng)度生產(chǎn)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問題，通過將一定直徑鑄造后合金桿坯借助連續(xù)擠壓工藝進(jìn)行大塑性變形，提高變形儲(chǔ)能，并利用合金連續(xù)擠壓時(shí)產(chǎn)生變形熱和模具出口加裝的快速加熱裝置進(jìn)行在線固態(tài)相變熱處理，熱處理結(jié)束后水淬或空冷，將連續(xù)擠壓、在線固溶和在線時(shí)效有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了合金桿坯在線固態(tài)相變熱處理的一體化和連續(xù)化，具有生產(chǎn)效率高和產(chǎn)品性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中連續(xù)擠壓機(jī)后線圈感應(yīng)快速加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中冷卻裝置F和M的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

鑄造合金桿坯A

連續(xù)擠壓機(jī)的擠壓輪B

連續(xù)擠壓機(jī)的模腔C

加熱感應(yīng)線圈D

保溫感應(yīng)線圈E

第一冷卻裝置F

連續(xù)擠壓合金桿G

加熱保溫裝置L

第二冷卻裝置M

冷卻水進(jìn)水口a

高溫合金桿b

冷卻水出水口c

蒸汽冷凝器d

回流冷卻水箱e。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1~圖3所示，本實(shí)施例中的一種合金桿坯的在線固態(tài)相變處理裝置，它包括自前至后依次布置的連續(xù)擠壓機(jī)、線圈感應(yīng)快速加熱裝置、第一冷卻裝置F、加熱保溫裝置L和第二冷卻裝置M，所述線圈感應(yīng)快速加熱裝置包括加熱感應(yīng)線圈D和保溫感應(yīng)線圈E，所述加熱感應(yīng)線圈D位于保溫感應(yīng)線圈E前側(cè)。

鑄造合金桿坯A通過連續(xù)擠壓機(jī)的擠壓輪B進(jìn)入連續(xù)擠壓機(jī)的模腔C，鑄造合金桿坯A在連續(xù)擠壓機(jī)的模腔C經(jīng)過劇烈的塑性變形被加工成連續(xù)擠壓合金桿G，連續(xù)擠壓合金桿G在加熱感應(yīng)線圈D中經(jīng)過加熱到一定溫度，然后進(jìn)入保溫感應(yīng)線圈E中經(jīng)過高溫處理發(fā)生固態(tài)相變，通過第一冷卻裝置F確保連續(xù)擠壓合金桿G的固態(tài)相變處理效果，然后連續(xù)擠壓合金桿G再進(jìn)入加熱保溫裝置L發(fā)生固態(tài)相變，使連續(xù)擠壓合金桿G達(dá)到合適的性能。

所述加熱感應(yīng)線圈D長(zhǎng)度較短，保溫感應(yīng)線圈E長(zhǎng)度較長(zhǎng)，主要連續(xù)擠壓合金桿G的散熱損失。

所述第一冷卻裝置F包括回流冷卻水箱e，所述匯流冷卻水箱e上方設(shè)置有蒸汽冷凝器d，所述蒸汽冷凝器d一側(cè)設(shè)置有冷卻水槽，所述冷卻水槽上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口a和冷卻水出水口c，所述冷卻水槽頂部通過管路與蒸汽冷凝器d頂部相連接，所述蒸汽冷凝器d底部通過管路與回流冷卻水箱e相連接，所述回流冷卻水箱e通過管路分別與冷卻水進(jìn)水口a和冷卻水出水口c相連接；

所述第二冷卻裝置M的結(jié)構(gòu)與第一冷卻裝置F相同；

上述冷卻裝置保證了水的循環(huán)利用，當(dāng)設(shè)備開始運(yùn)行時(shí)，冷卻水從冷卻水進(jìn)水口a不斷的進(jìn)入冷卻合金桿，由于合金桿的高溫會(huì)導(dǎo)致一部分水變?yōu)樗魵?，水蒸氣向上流入蒸汽冷凝器d后凝結(jié)為水，流入回流冷卻水箱e；另一部分水會(huì)從冷卻水出水口c進(jìn)入回流冷卻水箱e。進(jìn)入回流冷卻水箱e的水經(jīng)冷卻后循環(huán)到冷卻水進(jìn)水口a作為冷卻水繼續(xù)冷卻合金桿。當(dāng)合金桿坯需要空冷時(shí)，關(guān)閉冷卻水進(jìn)水口a，高溫合金桿b就在空氣中冷卻。

其處理方法包括以下步驟：

首先，將含銅量99.95%的電解銅和CuCrZr中間合金按一定的比例加入上引熔煉爐，上引連鑄成20mm直徑的合金桿坯；

其次，將連續(xù)擠壓機(jī)、線圈感應(yīng)快速加熱裝置（包括加熱感應(yīng)線圈D和保溫感應(yīng)線圈E）、第一冷卻裝置F、加熱保溫裝置L、第二冷卻裝置M打開，其中，保溫感應(yīng)線圈E的長(zhǎng)度為15m，加熱保溫裝置L的長(zhǎng)度為30m。待設(shè)備參數(shù)達(dá)到要求：設(shè)置連續(xù)擠壓機(jī)擠壓速度0.52m/min，連續(xù)擠壓后的加熱感應(yīng)線圈D設(shè)定溫度960-980℃，保溫感應(yīng)線圈E設(shè)定溫度980±10℃，加熱保溫裝置L設(shè)定溫度500±5℃；設(shè)定第一冷卻裝置F和第二冷卻裝置M的冷卻水溫度為20±5℃。然后，將加熱好的7~8段銅短料連續(xù)不斷放入擠壓輪槽，接著將直徑20mm的鑄造合金桿坯A接入連續(xù)擠壓機(jī)，鑄造合金桿坯A經(jīng)連續(xù)擠壓成直徑25mm的連續(xù)擠壓合金桿G，在加熱感應(yīng)線圈D中被加熱到980℃，接著進(jìn)入保溫感應(yīng)線圈E中以0.52m/min的速度通過，保溫約30min；然后進(jìn)入第一冷卻裝置F快速冷卻到20℃，接著連續(xù)擠壓合金桿G進(jìn)入內(nèi)溫500℃的加熱保溫裝置L中保溫約60±5min；接著進(jìn)入第二冷卻裝置M中進(jìn)行冷卻到20℃，最后彎曲成盤。

最后，檢測(cè)制得的25mm直徑的桿坯，其抗拉輕度達(dá)到480MPa，導(dǎo)電率達(dá)到82%IACS。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還包括有其他實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。