本發(fā)明涉及鋁合金熱處理裝備及工藝模擬機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種熱處理生產(chǎn)模擬裝置及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

近年來，世界鋁加工產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，中國從產(chǎn)能上已成為鋁加工大國，但并不是鋁加工強(qiáng)國，最主要原因是我國在高精產(chǎn)品研發(fā)方面嚴(yán)重滯后，目前主要問題集中在加工技術(shù)和工藝相對落后，裝備設(shè)計(jì)制造水平較低，高精密設(shè)備主要依賴進(jìn)口，高精度產(chǎn)品加工能力不足。在鋁加工的裝機(jī)設(shè)備中，熱處理設(shè)備是尤為關(guān)鍵的一環(huán)。熱處理設(shè)備各項(xiàng)工藝參數(shù)控制的精準(zhǔn)度，對鋁加工產(chǎn)品的材質(zhì)機(jī)理性能和表面品質(zhì)都有至關(guān)重要的影響。

氣墊式連續(xù)退火爐，簡稱氣墊爐，廣泛用于高精度鋁合金板帶材加工和再制品及成品的熱處理退火。氣墊爐能夠?qū)崿F(xiàn)快速、均勻加熱，可獲得表面質(zhì)量良好的帶材，提高帶材的耐蝕性和力學(xué)性能。同時(shí)，氣墊爐可以使整個(gè)熱處理過程連續(xù)進(jìn)行，處理時(shí)間短、生產(chǎn)效率高、自動化程度高，可實(shí)現(xiàn)多種熱處理工藝。

輥底式爐用于可熱處理強(qiáng)化鋁合金中厚板材的熱處理，處理的厚板規(guī)格范圍較大，加熱速度快，保溫時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化，溫度控制準(zhǔn)確，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間短，具備更快、更均勻的冷卻速率，板材表面無劃傷，操作安全方便，更為潔凈、環(huán)保，污染排放低，廣泛用于固溶、退火、時(shí)效等熱處理工藝。

三級時(shí)效爐主要用于高性能鋁合金板材的成品時(shí)效處理，特別是高端的航空航天中厚板，亦可以用于退火處理，可實(shí)現(xiàn)時(shí)效過程溫度、速率的全自動的控制，嚴(yán)格按照工藝曲線的要求進(jìn)行時(shí)效，爐溫均勻，節(jié)省燃料，提高裝載量，時(shí)效效果好，可保證產(chǎn)品質(zhì)量。

由于生產(chǎn)汽車板帶和航空板用冷軋卷坯的主要設(shè)備與生產(chǎn)其它高精板帶(罐料、CTP板基)的設(shè)備基本相同，如原料-熔煉-鑄造-鑄錠均勻化-銑面-熱軋-剪切-冷軋生產(chǎn)線均可滿足生產(chǎn)汽車板和航空板的要求，而鋁合金連續(xù)熱處理生產(chǎn)線是汽車板和航空板等高端產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，因此多數(shù)企業(yè)利用原有的熔鑄、熱軋、冷軋生產(chǎn)線，僅精整與熱處理設(shè)備及工藝差異較大。而熱處理過程直接影響汽車板和航空板等高端產(chǎn)品的最終綜合性能及成品率，是高品質(zhì)板材生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán)。

傳統(tǒng)鋁合金生產(chǎn)線存在環(huán)境污染、有害健康、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，報(bào)廢率高等缺點(diǎn)，已不能滿足高速發(fā)展的制造業(yè)要求，需要先進(jìn)的熱處理裝備來滿足工藝要求，保證生產(chǎn)出高質(zhì)量、高精度的產(chǎn)品。但鋁合金連續(xù)熱處理工業(yè)生產(chǎn)線投資大且靈活性差，運(yùn)行一次需要耗費(fèi)大量的人力物力，準(zhǔn)備工作繁瑣，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長，還容易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。而開發(fā)一套能夠模擬高端鋁合金板帶材熱處理實(shí)際生產(chǎn)線的小型裝置，實(shí)驗(yàn)方便靈活，工藝流程準(zhǔn)確，既可節(jié)約實(shí)驗(yàn)費(fèi)用與時(shí)間，又可滿足對高品質(zhì)鋁合金板帶材實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜熱處理工藝的研究需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供熱處理生產(chǎn)模擬裝置及實(shí)驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的熱處理生產(chǎn)模擬裝置及實(shí)驗(yàn)方法，包括固溶爐、時(shí)效爐和冷卻裝置；

所述固溶爐與所述冷卻裝置連接；

所述時(shí)效爐分別與所述固溶爐和所述冷卻裝置連接。

進(jìn)一步的，所述固溶爐包括加熱器、離心風(fēng)機(jī)、集氣室、噴嘴、流道、箱體和檢測元件；

所述箱體內(nèi)設(shè)置有流道；

所述流道內(nèi)設(shè)置有所述集氣室；

所述集氣室的端部設(shè)置有噴嘴；

所述流道通過所述集氣室與所述噴嘴連通；

所述離心風(fēng)機(jī)固定在所述箱體上，且一端與所述流道連通；

所述加熱器固定設(shè)置在所述流道的兩端；

所述檢測元件固定設(shè)置在所述箱體上，用于對所述流道、所述集氣室、所述加熱器進(jìn)行檢測。

進(jìn)一步的，所述冷卻裝置包括循環(huán)冷卻水箱、變頻水泵、變頻風(fēng)機(jī)、加熱器、集氣室、噴嘴和檢測元件；

所述冷卻水箱上設(shè)置有所述變頻水泵；

所述變頻水泵通過連接管與所述集氣室連通；

所述變頻風(fēng)機(jī)通過所述連接管與所述集氣室連通；

所述連接管上設(shè)置有所述檢測元件；

所述噴嘴設(shè)置在所述集氣室端部。

進(jìn)一步的，熱處理生產(chǎn)模擬裝置還包括機(jī)械手；

所述機(jī)械手分別與所述固溶爐、所述時(shí)效爐和所述冷卻裝置連接，能夠?qū)X板在各個(gè)裝置中移動。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械手包括水平軌道、垂直軌道、驅(qū)動電機(jī)和夾具；

所述水平軌道和所述垂直軌道滑動連接，能使所述垂直軌道在所述水平軌道上進(jìn)行水平和豎直方向上移動；

所述驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在所述水平軌道和所述垂直軌道上；

所述夾具固定設(shè)置在所述垂直軌道的下端。

進(jìn)一步的，熱處理生產(chǎn)模擬裝置還包括控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)分別與所述固溶爐、所述時(shí)效爐和所述冷卻裝置信號連接，用于對各個(gè)裝置的溫度以及時(shí)間參數(shù)進(jìn)行控制。

本發(fā)明還提供了一種熱處理模擬實(shí)驗(yàn)方法，利用上述任一項(xiàng)裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

S1：將鋁合金料片進(jìn)行固溶；

S2：固溶后的鋁合金料片進(jìn)行冷卻或時(shí)效處理；

S3：冷卻后的鋁合金料片進(jìn)行時(shí)效處理。

進(jìn)一步的，在對鋁合金料片進(jìn)行多級時(shí)效處理時(shí)，利用固溶爐進(jìn)行初級時(shí)效，利用時(shí)效爐進(jìn)行二級時(shí)效，再返回固溶爐進(jìn)行三級時(shí)效。

進(jìn)一步的，在各個(gè)步驟進(jìn)行的過程中，通過機(jī)械手進(jìn)行自動化操作協(xié)調(diào)。

進(jìn)一步的，步驟S2中冷卻處理的方式為水淬、溫淬或風(fēng)淬。

本發(fā)明提供的熱處理生產(chǎn)模擬裝置及實(shí)驗(yàn)方法，將固溶、冷卻、時(shí)效等多種鋁合金板帶材熱處理關(guān)鍵設(shè)備集中到一套裝置上，實(shí)驗(yàn)測試方便，靈活性強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)成本低，可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短，可以隨時(shí)進(jìn)行。節(jié)省了大量投資的同時(shí)，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用與時(shí)間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明熱處理生產(chǎn)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的熱處理生產(chǎn)模擬裝置的俯視圖；

圖3為本發(fā)明熱處理生產(chǎn)模擬裝置的固溶爐或時(shí)效爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3所示的固溶爐或時(shí)效爐的俯視圖；

圖5為圖3所示的固溶爐或時(shí)效爐的側(cè)視圖；

圖6為本發(fā)明熱處理模擬裝置的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明熱處理模擬裝置的冷卻裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的熱處理實(shí)驗(yàn)方法的流程圖；

圖9為本發(fā)明提供的熱處理實(shí)驗(yàn)方法的詳細(xì)流程圖；

圖10為本發(fā)明提供的固溶爐升溫曲線圖；

圖11為本發(fā)明中提供的冷卻裝置的風(fēng)淬冷卻曲線；

圖12為本發(fā)明中提供的時(shí)效爐的加熱曲線。

附圖標(biāo)記：

1：軌道架；2：時(shí)效爐；3：水平軌道；4：冷卻裝置；5：固溶爐；6：垂直軌道；7：夾具；8：箱體；9：離心風(fēng)機(jī)；10：流道；11：加熱器；12：集氣室；13：噴嘴；14：變頻風(fēng)機(jī)；15：檢測元件；16：變頻水泵；17：循環(huán)冷卻水箱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

如附圖1-12所示，本發(fā)明提供了一種熱處理生產(chǎn)模擬裝置，包括固溶爐5、時(shí)效爐2和冷卻裝置4；

所述固溶爐5與所述冷卻裝置4連接；

所述時(shí)效爐2分別與所述固溶爐5和所述冷卻裝置4連接。

本發(fā)明適用于所有可熱處理強(qiáng)化及不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金板帶材；實(shí)驗(yàn)試樣尺寸：寬度Max500mm；長度Max500mm；厚度：0.3mm～50mm；固溶溫度Max600℃；冷卻淬火方式：水淬、風(fēng)淬、溫淬；冷卻速率：Max300℃/s；時(shí)效溫度Max250℃；淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間Min3.5s。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，所述固溶爐5包括加熱器11、離心風(fēng)機(jī)9、集氣室12、噴嘴13、流道10、箱體8和檢測元件15；

所述箱體8內(nèi)設(shè)置有流道10；

所述流道10內(nèi)設(shè)置有所述集氣室12；

所述集氣室12的端部設(shè)置有噴嘴13；

所述流道10通過所述集氣室12與所述噴嘴13連通；

所述離心風(fēng)機(jī)9固定在所述箱體8上，且一端與所述流道10連通；

所述加熱器11固定設(shè)置在所述流道10的兩端；

所述檢測元件15固定設(shè)置在所述箱體8上，用于對所述流道10、所述集氣室12、所述加熱器11進(jìn)行檢測。

本發(fā)明中的固溶爐5包括兩個(gè)對稱的加熱器11、一臺離心風(fēng)機(jī)9、兩個(gè)集氣室12、兩組噴嘴13、流道10、箱體8，以及熱電偶、壓力表等檢測元件15；啟動風(fēng)機(jī)和加熱器11，經(jīng)過加熱器11的熱風(fēng)來到兩側(cè)集氣室12，通過噴嘴13將熱風(fēng)噴吹到鋁板上實(shí)現(xiàn)鋁板的快速均勻加熱；根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度及時(shí)間的不同，可以設(shè)置工作加熱器11和風(fēng)機(jī)的的功率，實(shí)現(xiàn)不同的加熱速率，對于1mm厚鋁板，從常溫升到560℃，最快時(shí)間<80秒；根據(jù)鋁板規(guī)格的不同，可以調(diào)整噴嘴13的形式、數(shù)量和排布，獲得更加均勻的加熱效果，爐內(nèi)溫度均勻性：≤±2.5℃；根據(jù)熱電偶、壓力表等檢測元件15可實(shí)時(shí)觀測爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的溫度和壓力，根據(jù)反饋信號對加熱器11和風(fēng)機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)更加精確的控制效果，溫度控制精度：≤±1℃。

在本發(fā)明中，時(shí)效爐2的結(jié)構(gòu)與固溶爐5的結(jié)構(gòu)相同，其控制的溫度不同。在本發(fā)明中，時(shí)效爐2對于1mm厚鋁板，從常溫升到150℃，最快時(shí)間<70秒；根據(jù)鋁板規(guī)格的不同，可以調(diào)整噴嘴13的形式、數(shù)量和排布，獲得更加均勻的加熱效果，爐內(nèi)溫度均勻性：≤±1.5℃；根據(jù)熱電偶、壓力表等檢測元件15可實(shí)時(shí)觀測爐內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的溫度和壓力，根據(jù)反饋值對加熱器11和風(fēng)機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)更加精確的控制效果，溫度控制精度：≤±1℃。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，所述冷卻裝置4包括循環(huán)冷卻水箱17、變頻水泵16、變頻風(fēng)機(jī)14、加熱器11、集氣室12、噴嘴13和檢測元件15；

所述冷卻水箱上設(shè)置有所述變頻水泵16；

所述變頻水泵16通過連接管與所述集氣室12連通；

所述變頻風(fēng)機(jī)14通過所述連接管與所述集氣室12連通；

所述連接管上設(shè)置有所述檢測元件15；

所述噴嘴13設(shè)置在所述集氣室12端部。

本發(fā)明的冷卻裝置4包括一個(gè)循環(huán)冷卻水箱17、一臺變頻水泵16、一臺變頻風(fēng)機(jī)14、一個(gè)加熱器11、兩個(gè)集氣室12、兩組噴嘴13，以及冷卻水流量計(jì)、冷卻空氣流量計(jì)、水壓傳感器、熱電偶等檢測元件15；水泵、風(fēng)機(jī)將冷卻水或者空氣引到集氣室12，通過噴嘴13將冷卻水或者空氣噴吹到鋁板上實(shí)現(xiàn)水淬、溫淬及風(fēng)淬等多種淬火工藝；根據(jù)實(shí)驗(yàn)對冷卻速度要求的不同，可以設(shè)置水泵、風(fēng)機(jī)的功率，獲得不同的冷卻速度，冷卻速率：0-500℃/s；根據(jù)鋁板規(guī)格的不同，可以調(diào)整噴嘴13的形式、數(shù)量和排布，以達(dá)到更加均勻的冷卻效果；根據(jù)流量計(jì)和壓力傳感器等檢測元件15的反饋信號可以閉環(huán)調(diào)節(jié)和控制冷卻水/空氣流量和速度、冷卻水溫度，實(shí)現(xiàn)更加精確的控制效果。

在本實(shí)施例中，冷卻裝置的集氣室12在采用水冷時(shí)為集水室。

冷卻裝置4可以進(jìn)行試樣的水淬、溫淬或風(fēng)淬處理，冷卻速率可以設(shè)定：0-500℃/s，淬火后鋁板溫度：≤70℃。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，熱處理生產(chǎn)模擬裝置還包括機(jī)械手；

所述機(jī)械手分別與所述固溶爐5、所述時(shí)效爐2和所述冷卻裝置4連接，能夠?qū)X板在各個(gè)裝置中移動。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，所述機(jī)械手包括水平軌道、垂直軌道、驅(qū)動電機(jī)和夾具7；

所述水平軌道和所述垂直軌道滑動連接，能使所述垂直軌道在所述水平軌道上進(jìn)行水平和豎直方向上移動；

所述驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在所述水平軌道和所述垂直軌道上；

所述夾具7固定設(shè)置在所述垂直軌道的下端。

本發(fā)明的機(jī)械手包括水平軌道3和垂直軌道6、兩臺電機(jī)、夾具7和控制系統(tǒng)以及軌道架1等，水平軌道3和垂直軌道6均設(shè)置在軌道架1上，并與控制系統(tǒng)及電機(jī)連接，可以按照控制系統(tǒng)給定的程序，通過電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，自動進(jìn)行水平和垂直移動，并且通過設(shè)定的轉(zhuǎn)移時(shí)間自動調(diào)整移動速度，以此滿足不同的實(shí)驗(yàn)工藝需求，實(shí)現(xiàn)了自動化和智能化，避免人工造成的誤差，更加安全高效，其中淬火轉(zhuǎn)移最短時(shí)間可達(dá)到3.5s。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，熱處理生產(chǎn)模擬裝置還包括控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)分別與所述固溶爐5、所述時(shí)效爐2和所述冷卻裝置4信號連接，用于對各個(gè)裝置的溫度以及時(shí)間參數(shù)進(jìn)行控制。

本發(fā)明的自動化控制系統(tǒng)包括PLC控制系統(tǒng)、機(jī)械手控制系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)和界面系統(tǒng)等；在熱處理實(shí)驗(yàn)過程中，保證了固溶爐5、冷卻裝置4、時(shí)效爐2和機(jī)械手的相互配合，實(shí)現(xiàn)鋁合金板帶材快速加熱、冷卻，以及溫度、速度和壓力的自動化控制功能；實(shí)驗(yàn)爐電控系統(tǒng)完成了爐溫的測量與控制、高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)控制、風(fēng)壓以及事故狀態(tài)報(bào)警和控制等；在主控系統(tǒng)中，冷卻裝置4電控系統(tǒng)完成水泵的啟?？刂?、壓力的閉環(huán)控制、水量和風(fēng)量的顯示等；機(jī)械手控制系統(tǒng)完成移動速度、停留時(shí)間、定位精度的控制，可單步移動也可連續(xù)動作；儀表采集系統(tǒng)采集熱處理實(shí)驗(yàn)過程中的工藝數(shù)據(jù)，包括鋁合金料片的溫度、運(yùn)行速度、加熱參數(shù)、冷卻參數(shù)等，并反饋給PLC系統(tǒng)；界面系統(tǒng)收集PLC系統(tǒng)、機(jī)械手控制系統(tǒng)和儀表控制系統(tǒng)的檢測和控制數(shù)據(jù)，可對設(shè)備運(yùn)行過程中的所有參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、控制、顯示和歸檔記錄，對設(shè)備的故障進(jìn)行診斷和報(bào)警；PLC系統(tǒng)根據(jù)固溶爐5、冷卻裝置4、時(shí)效爐2和機(jī)械手工作過程中的反饋信號對實(shí)驗(yàn)爐加熱器11和離心風(fēng)機(jī)9、冷卻裝置4水泵和風(fēng)機(jī)及加熱器11進(jìn)行閉環(huán)調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻過程的智能化控制，提高實(shí)驗(yàn)精度。

本發(fā)明還提供了一種熱處理模擬實(shí)驗(yàn)方法，利用上述任一項(xiàng)裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

S1：將鋁合金料片進(jìn)行固溶；

S2：固溶后的鋁合金料片進(jìn)行冷卻或時(shí)效處理；

S3：冷卻后的鋁合金料片進(jìn)行時(shí)效處理。

在對鋁合金料片進(jìn)行多級時(shí)效處理時(shí)，利用固溶爐5進(jìn)行初級時(shí)效，利用時(shí)效爐2進(jìn)行二級時(shí)效，再返回固溶爐5進(jìn)行三級時(shí)效。

從上述可以看出，本發(fā)明中，固溶爐5也可以做時(shí)效爐使用，即在固溶處理完成后，可以將固溶爐5內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)整后，與時(shí)效爐2一同對鋁合金料片做時(shí)效處理，且在反復(fù)的時(shí)效處理過程中，保證了時(shí)效處理的及時(shí)性，同時(shí)也提高了裝置的利用率。

在各個(gè)步驟進(jìn)行的過程中，通過機(jī)械手進(jìn)行自動化操作協(xié)調(diào)。

步驟S2中冷卻處理的方式為水淬、溫淬或風(fēng)淬。

本發(fā)明還提供一種鋁合金板帶材全自動、多功能熱處理實(shí)驗(yàn)方法，使用如上述任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)模擬裝置，并包括如下步驟：

固溶：將符合規(guī)格的鋁合金料片安裝到機(jī)械手夾具7上，通過電腦程序設(shè)定固溶溫度和固溶時(shí)間。

轉(zhuǎn)移：通過電腦程序設(shè)定轉(zhuǎn)移時(shí)間，鋁合金料片完成固溶處理后，機(jī)械手會按照設(shè)定的轉(zhuǎn)移時(shí)間從上一步固溶處理裝置轉(zhuǎn)移到下一步的冷卻裝置4或時(shí)效裝置，或者返回到復(fù)位位置。

冷卻：通過電腦程序設(shè)定冷卻方式和冷卻時(shí)間，待鋁合金料片完成冷卻處理后機(jī)械手會自動移出。

轉(zhuǎn)移：通過電腦程序設(shè)定轉(zhuǎn)移時(shí)間，機(jī)械手會按照設(shè)定的轉(zhuǎn)移時(shí)間從上一步冷卻裝置4轉(zhuǎn)移到下一步的時(shí)效處理裝置，或者返回到復(fù)位位置。

時(shí)效：通過電腦程序設(shè)定時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間，鋁合金料片完成時(shí)效處理后，機(jī)械手會自動按照設(shè)定的轉(zhuǎn)移時(shí)間返回到復(fù)位位置。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，以厚度為1mm的鋁合金料片來進(jìn)行說明。

厚度為1mm的鋁合金料片進(jìn)行固溶-淬火-時(shí)效的熱處理實(shí)驗(yàn)方法，具體實(shí)驗(yàn)方法如下所述：

固溶：將厚度為1mm的鋁合金冷軋板剪切成500mm×500mm規(guī)格的料片，安裝到機(jī)械手的夾具7上，設(shè)定工藝程序，位置a-b-c的轉(zhuǎn)移時(shí)間設(shè)定為20s，固溶溫度設(shè)定為550℃，固溶時(shí)間設(shè)定為300s，啟動程序，待固溶處理完成后機(jī)械手自動移出。

淬火：為盡量減少鋁合金料片在轉(zhuǎn)移過程中的溫降，將位置c-d-e的淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間設(shè)定為4s，淬火方式設(shè)定為常溫水冷，淬火時(shí)間為5s，待淬火處理完成后機(jī)械手自動移出。

時(shí)效：將位置e-f-g的轉(zhuǎn)移時(shí)間設(shè)定為15s，時(shí)效溫度設(shè)定為140℃，時(shí)效時(shí)間設(shè)定為600s，待時(shí)效處理完成后機(jī)械手自動復(fù)位。

經(jīng)熱處理后的鋁合金料片板形平整、表面光潔、無裂紋，具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后延伸率、拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)、塑性應(yīng)變比、杯突值分別為247MPa、127MPa、26％、0.28、0.64、8.7mm。

本發(fā)明的有益效果如下所述：

本發(fā)明模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)線，將固溶、冷卻、時(shí)效等多種鋁合金板帶材熱處理關(guān)鍵設(shè)備集中到一套裝置上，實(shí)驗(yàn)測試方便，靈活性強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)成本低，可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短，可以隨時(shí)進(jìn)行。節(jié)省了大量投資的同時(shí)，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用與時(shí)間。

本發(fā)明模擬先進(jìn)鋁合金熱處理裝備—?dú)鈮|爐、輥底爐、三級時(shí)效爐2、淬火機(jī)的工藝及結(jié)構(gòu)，集中了各先進(jìn)設(shè)備的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)更快速、高均勻性的加熱和冷卻，爐溫控制精確，冷卻方式和淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間可調(diào)，可獲得表面質(zhì)量和板形良好且綜合力學(xué)性能優(yōu)異的高品質(zhì)鋁合金板帶材。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多種工藝路徑，從而對鋁合金板帶材進(jìn)行O、T4、T4P、T6、T61、T7、T8、T8X、RRA、ORR、FTMT、雙重淬火、單級、雙級、三級時(shí)效處理等多種熱處理工藝實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了多功能化，可滿足汽車板、航空板、艦艇板、高鐵列車板等高品質(zhì)鋁合金板帶材實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜熱處理工藝的研究需求。

本發(fā)明通過全工藝流程的自動化控制系統(tǒng)完成對固溶時(shí)效爐2、冷卻裝置4、時(shí)效爐2、機(jī)械手的啟停操作、狀態(tài)監(jiān)測以及各工藝參數(shù)的調(diào)控、顯示和記錄，實(shí)現(xiàn)了全自動化控制，提高實(shí)驗(yàn)效率；工藝流程準(zhǔn)確，產(chǎn)品質(zhì)量具有高度重復(fù)性、一致性，系統(tǒng)可靠性提高；實(shí)驗(yàn)更加安全，且避免了人工操作的誤差，能適應(yīng)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)條件下技術(shù)發(fā)展的需要。

本發(fā)明提供的熱處理生產(chǎn)模擬裝置及實(shí)驗(yàn)方法，將固溶、冷卻、時(shí)效等多種鋁合金板帶材熱處理關(guān)鍵設(shè)備集中到一套裝置上，實(shí)驗(yàn)測試方便，靈活性強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)成本低，可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短，可以隨時(shí)進(jìn)行。節(jié)省了大量投資的同時(shí)，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用與時(shí)間。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。