[發(fā)明專利]金屬管材的快速均勻加熱方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210140062.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102641959A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何祝斌;苑世劍;王佳;張靜
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬管材的加熱方法，具體涉及一種金屬管材的快速均勻加熱方法。

背景技術(shù)

利用金屬管材成形管狀零件時，管材常發(fā)生彎曲、壓扁和脹形等不同類型的變形。對于形狀復(fù)雜、變形量大的零件，為了得到最終零件，要求管材具有較高的成形性能。金屬管材的成形性能一方面由自身的材料種類、組織狀態(tài)等決定，另一方面主要受到成形工藝及工藝參數(shù)（如成形溫度、成形速度等）的影響，提高成形溫度，可明顯地改善金屬管材的成形性能。因此，在加熱狀態(tài)下成形已成為金屬管材特別是鋁合金、鎂合金等室溫下塑性較低材料的理想成形方法。

目前，主要有兩種實現(xiàn)金屬管材熱態(tài)成形的方式，一種是將管坯加熱到需要的溫度后，快速轉(zhuǎn)移到成形模具上進(jìn)行成形。另一種，是利用熱態(tài)的模具直接對管材進(jìn)行加熱，待管材達(dá)到需要溫度后再進(jìn)行成形。采用后一種方式時，模具對管材的加熱速度難以控制，而且相對較慢，因此不適合大批量生產(chǎn)的場合。為了提高金屬管材的成形速度，工業(yè)上常采用將管材預(yù)先加熱到需要的溫度，然后再轉(zhuǎn)移到模具上成形的方式，實現(xiàn)管材的快速加熱以及快速轉(zhuǎn)移。

感應(yīng)加熱，可以實現(xiàn)對金屬管材的快速加熱，但是現(xiàn)有的感應(yīng)加熱通常采用螺旋狀的感應(yīng)加熱線圈，相鄰線圈之間有一定的距離，感應(yīng)線圈和管坯通常水平放置，管材加熱時感應(yīng)線圈和管材均不發(fā)生運(yùn)動，線圈覆蓋和未覆蓋位置處的管坯的加熱速度差別很大，導(dǎo)致管材軸向的溫度分布不均勻；同時，管坯外壁與線圈內(nèi)側(cè)之間的距離的不同，也直接影響管材的加熱速率，金屬管材周向的溫度分布也不均勻。金屬管材的受熱溫度不均勻性，對后續(xù)的成形過程將產(chǎn)生直接的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有金屬管材感應(yīng)加熱方式存在金屬管材周向溫度和軸向溫度分布不均勻，以及影響金屬管材成形的問題，進(jìn)而提出一種金屬管材的快速均勻加熱方法。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的金屬管材的快速均勻加熱方法的具體步驟為：

步驟一、將待加熱的金屬管材放置到感應(yīng)加熱線圈中；

步驟二、感應(yīng)加熱線圈通電，金屬管材開始加熱；

步驟三、金屬管材加熱中，金屬管材和感應(yīng)加熱線圈作相對運(yùn)動；

步驟四、待金屬管材的受熱溫度達(dá)到300℃~1100℃后，停止加熱，并將金屬管材從感應(yīng)加熱線圈中移出。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用金屬管材和感應(yīng)加熱線圈作相對運(yùn)動的方式加熱金屬管材，借助感應(yīng)加熱方式，實現(xiàn)了既快速又均勻地加熱，提高了金屬管材的加熱速度及周向溫度和/或軸向溫度的均勻分布，有利于后續(xù)工序中金屬管材的成形，金屬管材成形性能好，在軸向、周向溫度差不超過10~30℃的條件下，升溫速度可達(dá)50~200℃/秒。（1）本發(fā)明可以采用金屬管材作周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方式，可使周向某一位置的金屬管材獲得同等的加熱條件，使金屬管材的周向受熱溫度均勻，有效地避免了通過反復(fù)調(diào)整金屬管材與感應(yīng)加熱線圈中的線圈內(nèi)側(cè)的距離來提高金屬管材周向溫度的均勻性；（2）本發(fā)明可以通過軸向往復(fù)移動金屬管材或感應(yīng)加熱線圈，可使管材軸向不同位置獲得同等的加熱條件，使金屬管材的軸向溫度均勻，而不必通過增加線圈的密度來提高金屬管材軸向溫度均勻性，避免了感應(yīng)加熱設(shè)備的功率的增加；（3）本發(fā)明可以采用金屬管材作周向旋轉(zhuǎn)和軸向移動的方式，可以使金屬管材上各部位的加熱條件基本相等，借助感應(yīng)加熱方式，可以實現(xiàn)既快速又均勻地加熱，提高了金屬管材的加熱速度和溫度的均勻分布，有利于后續(xù)工序的管材的成形。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的具體實施方式二中金屬管材加熱時金屬管材運(yùn)動狀態(tài)圖（箭頭的方向為金屬管材的軸向和周向運(yùn)動方向），圖2是本發(fā)明的具體實施方式四中金屬管材加熱時金屬管材和感應(yīng)加熱線圈運(yùn)動狀態(tài)圖（箭頭的方向為金屬管材的周向運(yùn)動方向和感應(yīng)加熱線圈的軸向運(yùn)動方向），圖3是本發(fā)明的具體實施方式六中金屬管材加熱時金屬管材運(yùn)動狀態(tài)圖（箭頭的方向為金屬管材的周向運(yùn)動方向），圖4是本發(fā)明的具體實施方式七中金屬管材加熱時金屬管材運(yùn)動狀態(tài)和感應(yīng)加熱線圈繞制圖（箭頭的方向為金屬管材的周向運(yùn)動方向），圖5是本發(fā)明的具體實施方式九中金屬管材加熱時感應(yīng)加熱線圈的運(yùn)動狀態(tài)、金屬管材和感應(yīng)加熱線圈位置關(guān)系圖（箭頭的方向為感應(yīng)加熱線圈的軸向運(yùn)動方向），圖6是本發(fā)明的具體實施方式十中金屬管材加熱時感應(yīng)加熱線圈運(yùn)動狀態(tài)、金屬管材和感應(yīng)加熱線圈位置關(guān)系圖（箭頭的方向為感應(yīng)加熱線圈的軸向運(yùn)動方向）。

具體實施方式