[发明专利]大型金属构件喷淋式热处理装置及热处理方法

说明书

本发明公开了一种大型金属构件喷淋式热处理装置及热处理方法，所述热处理装置包括本体、喷淋部和控制部；由于本发明的大型金属构件喷淋式热处理装置具有流量调节机构的喷淋部和具有温度监控机构的控制部的配合，能够有效确保冷却速率始终保持在控制范围内，并消除大型整体构件存在的区域间组织、性能不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及金属材料增材制造技术领域，尤其是涉及一种针对增材制造的大型金属构件喷淋式热处理装置及采用该装置进行的热处理方法。

背景技术

随着现代工业的发展，航空航天、船舶、铁路等领域对于大型整体合金构件的需求俞加强烈。大型合金整体构件能够通过结构设计满足工程上对于结构件的高强度以及轻量化的要求，其性能主要受制备方法以及后续处理的影响。热处理作为金属材料最为重要的调控方法，极大程度影响了合金构件的力学性能，热处理过程中保温温度、时间以及降温速率是热处理过程最为重要的参数。

而对于大型合金构件，热处理过程中其保温温度以及保温时间较为容易控制，但由于各个区域厚度等尺寸差异很大，对于如钛合金等传热系数较低的合金，传统热处理方法会使构件不同区域温度变化差异较大，无法控制大型构件不同区域的冷却速率，从而导致试样不同区域组织与性能差异较大，严重影响大型合金整体构件的性能和长期服役。因此，需研发一种在热处理过程中可精准调控大型合金整体构件各个区域冷却速率，进而提高大型构件组织与性能均匀性的装置。

发明内容

本发明提出并设计了一种新的大型金属构件喷淋式热处理装置，以解决前述现有技术中所存在的大型金属构件热处理过程中的构件不同区域温度和冷速变化差异大的问题，从而提高大型合金整体构件的组织与力学性能的整体均匀性。本发明的大型金属构件喷淋式热处理装置，通过调控大型金属构件不同区域喷淋头喷淋冷却水的流速以及喷淋时间，同时实时监控构件温度，进而控制大型构件整体冷速。

具体的，本发明首先提供一种大型金属构件喷淋式热处理装置，其特征在于：

所述热处理装置包括本体、喷淋部和控制部；

所述本体为三个平板围成的、纵截面呈“冂”形的框室；

所述喷淋部包括进水管路、流量调节机构、长度调节机构和喷淋喷口；

所述控制部包括温度监控机构和流量控制机构；

所述进水管路铺设于所述本体内部；其进水口凸设于所述本体的外壁；其出水口为多个，且均匀凸设于所述本体的内壁；

所述流量调节机构、长度调节机构和喷淋喷口与所述出水口一一对应，所述流量调节机构的一端与出水口连接，另一端通过所述长度调节机构与所述喷淋喷口连接；

所述温度监控机构设置于所述本体的内壁；

所述流量控制机构与所述流量调节机构通信连接。

进一步优选的，所述长度调节机构为可定型竹节弯管。

进一步优选的，所述热处理装置还包括可容纳于所述框室内、且可移动出所述框室外的钢架车。

进一步优选的，所述热处理装置还包括设置在所述本体外侧壁上的水蒸汽处理部，所述水蒸汽处理部包括抽气机和干燥器；所述干燥器一端通过管路与所述本体内部连通，另一端通过管路与所述抽气机连通；所述干燥器内部交错间隔设置有多个活性硅胶和换气风扇。

进一步优选的，所述本体的框室两端设置有可开闭的防水帘。

进一步优选的，所述本体的底部设置有防水垫。

进一步优选的，所述本体的底部设置有可伸缩的行走轮。

具体的，本发明还提供一种采用上述大型金属构件喷淋式热处理装置进行热处理的方法，其特征在于包括如下步骤：