超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火的方法技术领域
本发明涉及一种铝合金板坯的淬火方法，尤其是一种超大规格铝合金板坯平放装
炉实现垂直淬火的方法。
背景技术
公知的：固溶热处理指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到
固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。对于铝合金固溶热处理，通常采
用的设备是底开式铝合金热处理炉，炉膛中的铝合金坯料通常采用悬挂、并侧立装炉的方
式，这种方式起吊重量一般不超过3吨，可以有效的保证炉膛内的起吊工装在高温下加热时
不会发生太大变形，另一方面侧立装炉可以保证坯料以最小的截面进行淬火，从而保证组
织性能满足要求。
但对于重达5吨以上的超大规格铝合金坯料来说，在通常使用的铝合金固溶热处
理炉中进行悬挂、并侧立装炉的方式显然是不行的，因此需要考虑其它的设备形式，目前常
见的热处理设备为箱式电炉，炉膛高度有限，因此只能采用平放装炉形式，但考虑到淬火时
必须侧立入水以保证组织性能，出炉后淬火之前必须对铝合金坯料进行翻转，以保证在有
效的时间内完成翻料和入水整个过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直
淬火的方法，该方法能够在超大规格铝合金板坯以平放装炉的方式进行加热并出炉后，对
超大规格铝合金板坯实现翻料及垂直淬火。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：超大规格铝合金板坯平放装炉实现
垂直淬火的方法，采用U型工装以及吊装装置对超大规格铝合金板坯进行翻转和吊运，所述
U型工装包括链条、U型夹具；
所述U型夹具具有夹槽，所述夹槽具有的宽度d与超大规格铝合金板坯的厚度匹
配；所述夹槽具有的底面和侧壁；所述侧壁与底面垂直；
还包括以下步骤：
1)首先将U型夹具的两端分别与链条通过连接件连接形成U型工装，所述U型夹具
上设置链条为一根完整的链条；所述链条与U型夹具一端的连接点与链条与U型夹具另一端
连接点之间的链条长度为U型夹具的周长；
2)超大规格铝合金板坯出炉时，分别将两个U型夹具装卡到超大规格铝合金板坯
长边靠近端头400～600mm的位置；并且使得U型夹具一端的链条位于超大规格铝合金板坯
的上表面；U型夹具另一端的链条兜住超大规格铝合金板坯的下表面；
3)通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯两端U型夹具上的链条；使得超大规格
铝合金板坯翻转直至超大规格铝合金板坯下表面与水平面垂直；
4)通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯，并且将超大规格铝合金板坯转移到水
槽中垂直淬火。
进一步的，所述步骤1)至步骤4)完成的时间小于或者等于3min。
进一步的，步骤1)中所述的连接件为V型钩，所述U型夹具两端设置有销孔，所述V
型钩两端均设置有连接销孔；所述V型钩穿过链条上的单节链条圈，所述V型钩的连接销孔
内设置有螺栓，所述螺栓穿过V型钩的两端的连接销孔以及U型夹具两端的销孔，连接U型夹
具和V型钩。
进一步的，所述U型夹具的外角α和β均采用圆角过渡。
具体的，所述U型夹具具有的夹槽的宽度d为250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、
500mm、550mm或者600mm。
具体的，所述U型夹具采用钛合金制造。
进一步的，所述U型夹具的质量为5～6Kg。
进一步的，所述U型夹具的外表面设置有加强肋条。
本发明的有益效果是：本发明所述的超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火
的方法由于采用U型工装对平放装炉进行加热后的超大规格铝合金板坯进行吊运，因此能
够实现对超大规格铝合金板坯进行翻转，使得超大规格铝合金板坯能够垂直淬火；同时具
有以下优点：
一、与叉车转移淬火方法相比，本发明所述超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂
直淬火的方法不受限位，可以使大型工件整体入水；
二、与链条转移淬火方法相比，本发明所述超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂
直淬火的方法可以将水平放置的工件翻转垂直，并以最小截面入水；保证工件翻转和转移
入水过程的稳定性，保证工件的组织性能；
三、与工件上加工钓饵方法相比，加工钓饵的尺寸有限，并且破坏工件完整性。淬
火入水时，钓饵处容易产生淬火裂纹，危险性较大。本发明所述超大规格铝合金板坯平放装
炉实现垂直淬火的方法不会破坏工件，淬火时，兜住工件下边，不易产生淬火裂纹。
进一步的，本发明中的U型夹句材质为钛合金，螺栓材质为高强钢，使得工装具有
高强度低密度的特点，最大能够承受15t重量；一个操作人员可以顺利提起U型工装，完成装
夹操作；有效的减少淬火转移时间。
附图说明
图1是本发明实施例中U型夹具的结构示意图；
图2是图1中的A-A剖视图；
图3是本发明实施例中V型钩的结构示意图；
图4是本发明实施例中V型钩的侧视图；
图5是U型夹具上链条为一条完整链条时兜住超大规格铝合金板坯的结构示意图；
图6是本发明实施例中翻转超大规格铝合金板坯的结构示意图；
图7是本发明实施例中超大规格铝合金板坯的垂直时的主视图；
图8是本发明实施例中超大规格铝合金板坯的垂直时的立体图；
图中标示：1-链条，2-U型夹具，21-夹槽，22-底面，23-侧壁，24-销孔，25-加强肋
条，3-V型钩，31-连接销孔，4-螺栓，5-超大规格铝合金板坯，51-下表面，52-上表面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-8所示，本发明所述的超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火的方法，
采用U型工装和吊装装置对超大规格铝合金板坯进行翻转和吊运，所述U型工装包括链条1、
U型夹具2；
所述U型夹具2具有夹槽21，所述夹槽21具有的宽度d与超大规格铝合金板坯5的厚
度匹配；所述夹槽21具有的底面23和侧壁22；所述侧壁22与底面23垂直；
还包括以下步骤：
1)首先将U型夹具2的两端分别与链条1通过连接件连接形成U型工装；所述U型夹
具2上设置的链条1为一根完整的链条；所述链条1与U型夹具2一端的连接点与链条1与U型
夹具2另一端连接点之间的链条长度为U型夹具2的周长；
2)超大规格铝合金板坯5出炉时，分别将两个U型夹具2装卡到超大规格铝合金板
坯5长边靠近端头400～600mm的位置；并且将U型夹具2一端的链条1位于超大规格铝合金板
坯5的上表面52；U型夹具2另一端的链条1兜住超大规格铝合金板坯5的下表面51；
3)通过吊装装置吊起位于超大规格铝合金板坯5两端U型夹具2上的链条1；使得超
大规格铝合金板坯5翻转直至超大规格铝合金板坯5的下表面51与水平面垂直；
4)通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯5，并且使得超大规格铝合金板坯5转移
到水槽中垂直淬火。
在步骤1)中首先将U型夹具2的两端分别与链条1连接组形成U型工装；从而避免超
大规格铝合金板坯5在出炉翻料过程中对工装夹具进行组装耽误时间，避免工件开裂。为了
避免U型夹具2在吊装超大规格铝合金板坯5时开裂，造成安全隐患，所述U型夹具2上设置的
链条1为一根完整的链条；所述链条1与U型夹具2一端的连接点与链条1与U型夹具2另一端
连接点之间的链条长度为U型夹具2的周长。具体的，链条1采用一根完整的长10m的链条，在
链条1中间位置安装U型夹具2，并且使得链条1与U型夹具2一端的连接点与链条1与U型夹具
2另一端连接点之间的链条长度为U型夹具2的周长；然后将链条1的两端掉在行车钩上或起
吊装置上。因此在吊装过程中，如果U型夹具开裂，链条1上位于U型夹具2两端之间的部分将
会兜住超大规格铝合金板坯5，从而避免超大规格铝合金板坯5掉落。
在步骤2)中如图7和8所示，在出炉的超大规格铝合金板坯5的两端分别安装U型夹
具2，并且使得U型夹具2一端的链条1位于超大规格铝合金板坯5的上表面52；U型夹具2另一
端的链条1兜住超大规格铝合金板坯5的下表面51；从而为后续步骤中实现对超大规格铝合
金板坯5的翻转和吊运做准备。
在步骤3)中通过吊装装置吊起位于超大规格铝合金板坯5两端U型夹具2上的链条
1；使得超大规格铝合金板坯5翻转直至超大规格铝合金板坯5的下表面51与水平面垂直；
具体的，首先将超大规格铝合金板坯5两端U型夹具2上的链条1与吊装装置连接，
并且保证U型夹具2两端的链条距离吊装装置的长度相同(即，超大规格铝合金板坯5的上表
面52和下表面51两侧的链条1长度一致)，然后通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯5两
端的链条1。所述吊装装置具体的可以采用行车。
由于证U型夹具2两端的链条距离吊装装置的长度相同，U型夹具2为刚性夹具，同
时所述U型夹具2具有夹槽21，所述夹槽21具有的底面23和侧壁22；所述侧壁22与底面23垂
直；所述超大规格铝合金板坯5位于夹槽21内；因此可以使得超大规格铝合金板坯5在拉伸
链条1时出现翻转，使得超大规格铝合金板坯5翻转到下表面51垂直与水平面的位置。所述U
型夹具2起到固定和保护超大规格铝合金板坯5的作用，防止淬火入水时，铝板开裂。
最后在步骤4)中通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯5，使得超大规格铝合金
板坯5平移到水槽中垂直淬火；从而保证热处理后超大规格铝合金板坯5的组织性能。
综上所述，本发明所述的超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火的方法由于
采用U型工装对平放装炉进行加热后的超大规格铝合金板坯进行吊运，因此能够实现对超
大规格铝合金板坯进行翻转，使得超大规格铝合金板坯能够垂直淬火；同时具有以下优点：
一、与叉车转移淬火方法相比，本发明所述超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂
直淬火的方法不受限位，可以使大型工件整体入水；
二、与链条转移淬火方法相比，本发明所述超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂
直淬火的方法可以将水平放置的工件翻转垂直，并以最小截面入水；保证工件翻转和转移
入水过程的稳定性，保证工件的组织性能；
三、与工件上加工钓饵方法相比，加工钓饵的尺寸有限，并且破坏工件完整性。淬
火入水时，钓饵处容易产生淬火裂纹，危险性较大。本发明所述超大规格铝合金板坯平放装
炉实现垂直淬火的方法不会破坏工件，淬火时，兜住工件下边，不易产生淬火裂纹。
为了避免超大规格铝合金板坯5出炉后被放置较长时间，从而使得温度降低影响
淬火效果，进一步的，所述步骤1)至步骤4)完成的时间小于或者等于3min。通过将超大规格
铝合金板坯5翻转吊运步骤的时间控制在3min以内，从而可以有效的避免超大规格铝合金
板坯5出现开裂。
所述连接件可以采用多种方式，为了便于链条1与U型夹具2的连接和拆卸。如图3、
4、5以及6所示，优选的步骤1)中所述的连接件为V型钩3，所述U型夹具1两端设置有销孔24，
所述V型钩3两端均设置有连接销孔31；所述V型钩3穿过链条1上的单节链条圈，所述V型钩3
的连接销孔31内设置有螺栓4，所述螺栓4穿过V型钩3的两端的连接销孔31以及U型夹具1两
端的销孔24，连接U型夹具2和V型钩3。
通过上述结构实现U型夹具2与链条1之间的连接，在连接时只需将V型钩3穿过链
条1，然后通过螺栓4将V型钩3和U型夹具2的两端进行连接即可。在拆卸时，只需拆卸螺栓4，
直接拆除V型钩3即可；因此安装、拆卸方便。
由于超大规格铝合金板坯5具有多种规格，为了便于适应各种规格超大规格铝合
金板坯5的吊运。具体的，所述U型夹具2具有的夹槽21的宽度d为250mm、300mm、350mm、
400mm、450mm、500mm、550mm或者600mm。上述不同规格的U型夹具2分别适用于190～240mm、
240～290mm、290～340mm、340～390mm、390～440mm、440～490mm、490～540mm、540～590mm
不同厚度的超大规格铝合金板坯5。
为了保证垂直翻料的稳定性，进一步的如图1所示，所述U型夹具2的外角α和β均采
用圆角过渡。
为了保证U型夹具2的强度所述U型夹具2采用钛合金制造。采用钛合金制造U型家
具2，抗拉强度约900MPa。钛合金具有高强度低密度的特点；满足强度要求的同时，具有较轻
重量，便于操作人员迅速装卡，保证淬火转移时间。具体的，所述U型夹具2的质量为5～6Kg。
为了保证U型夹具2的强度，同时保证U型夹具2的质量较轻；进一步的，所述U型夹
具2的外表面设置有加强肋条25。
实施例
超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火的方法，采用U型工装对超大规格铝
合金板坯进行翻转和吊运，所述U型工装包括链条1、U型夹具2；
所述U型夹具2具有夹槽21，所述夹槽21具有的宽度d与超大规格铝合金板坯5的厚
度匹配；所述夹槽21具有的底面23和侧壁22；所述侧壁22与底面23垂直。
所述U型夹具2具有的夹槽21的宽度d为250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、
550mm或者600mm。分别适用于190～240mm、240～290mm、290～340mm、340～390mm、390～
440mm、440～490mm、490～540mm、540～590mm不同厚度的超大规格铝合金板坯5。
所述U型夹具2采用钛合金制造。具体的，U型夹结构是由5～15mm腹板和筋条组成，
外直角处通过R100～150mm过度，所述U型夹具2的质量为5～6Kg；所述U型夹具2的外表面设
置有加强肋条25。
采用钛合金制造U型夹具2，如附图1所示，抗拉强度约900MPa。钛合金具有高强度
低密度的特点。U型夹具2结构是由5～15mm腹板和筋条组成，满足强度要求的同时，具有较
轻重量，便于操作人员迅速装卡，保证淬火转移时间。
超大规格铝合金板坯平放装炉实现垂直淬火的方法，包括以下步骤：
1、将链条1与U型夹具2、V型钩3、螺栓4组装成U型工装；通过V型钩3将链条1固定在
U型夹具3上，所述的连接件为V型钩3，所述U型夹具1两端设置有销孔24，所述V型钩3两端均
设置有连接销孔31；所述V型钩3穿过链条1上的单节链条圈，所述V型钩3的连接销孔31内设
置有螺栓4，所述螺栓4穿过V型钩3的两端的连接销孔31以及U型夹具1两端的销孔24，连接U
型夹具2和V型钩3。具体的，采用钛合金制造V型钩3。V型钩3是截面18×20mm的“V”字型，内
外尖端处通过R10～30mm圆弧过度。如附图3所示，抗拉强度约900MPa。将V型钩3穿在链条1
上，链条1受力后，滑动到V型钩3头部圆角处，从而使得U型夹具2不易滑动，进一步保证垂直
翻料过程的稳定性。
具体的，采用高强钢制造螺栓4，所述螺栓4规格M10×1.5。具体的，采用300M钢制
造螺栓，如附图3所示，抗拉强度约为1860MPa。与U型夹具2和v型钩3组成U型工装，最大能够
承受7t重量的超大铝合金板坯。
2、超大规格铝合金板坯5出炉时，分别将两个U型夹具2装卡到超大规格铝合金板
坯5长边靠近端头400～600mm的位置；并且将U型夹具2一端的链条1位于超大规格铝合金板
坯5的上表面52；U型夹具2另一端的链条1兜住超大规格铝合金板坯5的下表面51；并且保证
U型夹具2两端的链条距离吊装装置的长度相同(即，超大规格铝合金板坯5的上表面52和下
表面51两侧的链条1长度一致)。
3、通过吊装装置吊起位于超大规格铝合金板坯5两端U型夹具上的链条1；使得超
大规格铝合金板坯5翻转直至超大规格铝合金板坯5的下表面51与水平面垂直；所述吊装装
置采用行车。
4、通过吊装装置吊起超大规格铝合金板坯5，并且将超大规格铝合金板坯5转移到
水槽中垂直淬火。并且保证所述步骤1至步骤4完成的时间小于或者等于3min。