[發明專利]低電熱高密度脈沖電流輔助金屬軋制過程的裝置

有效

• 申請號: 201610463209.0
• 申請日: 2016-06-24
• 公開（公告）號: CN106077092B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 李大龍;于恩林;韓毅;于丙強
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B9/00
• 分類號: B21B9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及低電熱高密度脈沖電流輔助金屬軋制過程的裝置。

背景技術

在金屬的電塑性軋制過程中，要將高密度的脈沖電流導入到金屬軋件的塑性變形區，現有的實驗研究結果表明，若想得到明顯的電塑性效應，電流密度必須達到一定的閾值，且電流密度越大，電塑性效應越明顯，通常電流密度值要達到1000A/mm²以上。目前，電塑性軋制均是將脈沖電源設置在軋機的外部，然后用導線將電流引入到軋件中，如授權公告號為：CN202438539U，發明名稱為：“電塑性加工設備”的中國專利所記載的“第一輥軸和第二輥軸分別與脈沖電源的正負極相連接”，電流由軋輥的軸頭通過輥身引入到軋件；再如授權公告號為：CN102172620A，發明名稱為：“電致塑性與溫塑性結合軋制難加工金屬材料的方法及系統”的中國專利所記載的“所述兩個電接觸裝置分別設置于所述上下軋輥前后”，在軋前和軋后的軋件上設置電接觸裝置將電流由軋件引入到金屬變形區；亦或如授權公告號為：CN102059250A，發明名稱為：“低溫液氮冷卻介質的電塑性二輥軋機”的中國專利所記載的“脈沖電源的負極通過電纜連接送料夾的上夾板，正極連接軋輥”，通過軋輥和軋前的軋件將電流導入到金屬的塑性變形區。

以上這些專利中所提及的加電方法不僅結構復雜，而且在脈沖電流回路中連接了大量的部件，造成回路電阻大，電流強度小，極大地降低了金屬的純電塑性效應，此時只能通過增大脈寬和頻率的方法來提高電熱，以降低金屬塑性，但該方法不適用于要求在常溫下完成軋制過程的難變形金屬。

發明內容

本發明的目的是提供一種低電熱高密度脈沖電流輔助金屬軋制過程的裝置，它針對要求在常溫下完成軋制過程的難變形金屬，提出了一種主要利用金屬的純電塑性效應來降低金屬變形抗力，提高金屬塑性的裝置及方法。

本發明主要包括上軋輥、導電套、螺釘、絕緣套、接線板、脈沖電源、導電線、軋件、下軋輥、回路導線和限位板。

其中，軋輥為空心軸件，在軋輥的輥身表面噴涂絕緣涂層。上軋輥的左右兩側分別設有環形U槽，在環形U槽的底部設有光孔。在每個環形U槽的內部均嵌有一組導電套，導電套為半圓形的弧形板。每組導電套的內表面均設有螺紋孔，每組導電套的內表面螺紋孔的數量與每個環形U槽的底部光孔的數量相對應。螺釘在上軋輥內部通過環形U槽底部的光孔，旋合在導電套的螺紋孔內。螺釘與上軋輥相接處設有絕緣套和接線板，螺釘和上軋輥通過絕緣套分離。上軋輥和下軋輥的結構相同。在上軋輥和下軋輥的導電套的外側，均設有限位板，在限位板內放置軋件。在下軋輥的內部設有回路導線，回路導線的兩端分別與設在下軋輥的接線板相連接，將電流由下軋輥左側螺釘導入到下軋輥右側螺釘。

在上軋輥的內部設有脈沖電源，脈沖電流通過導電線由電源的正極流經上軋輥左側接線板、上軋輥左側螺釘、上軋輥左側導電套、左側軋件、下軋輥左側導電套、下軋輥左側螺釘、下軋輥左側接線板、回路導線、下軋輥右側接線板、下軋輥右側螺釘、下軋輥右側導電套、右側軋件、上軋輥右側導電套、上軋輥右側螺釘、上軋輥右側接線板和脈沖電源的負極形成電流回路。

本發明在使用時，首先依據軋件物理屬性和軋制工藝設定脈沖電源輸出的脈沖電流參數，然后啟動軋機，在軋輥的兩側同時咬入兩個相同的軋件，開始常規軋制過程。此時開啟脈沖電源，脈沖電流經由螺釘、導電套被導入到軋件的塑性變形區，完成電塑性軋制過程。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：由于本發明中將脈沖電源設置在軋輥內部，通過固定在軋輥上的導電套直接將脈沖電流導入到金屬軋件塑性變形區的上下兩側，避免了外接電源回路電阻大和對軋輥滾動過程的干涉。本發明脈沖電流回路部件少，電阻小，在同等的電源功率和軋制條件下，軋件的塑性變形區可以獲得較大的電流密度，所以可實現金屬的純電塑性軋制。結構簡單實用，能耗低，且適用于要求在常溫下完成軋制過程的難變形金屬。

附圖說明

圖1是本發明的軋輥外觀示意圖；

圖2是本發明的導電套外觀示意圖；

圖3是本發明的電塑性軋制設備外觀示意圖；

圖4是本發明的脈沖電流回路和將脈沖電流施加到軋件塑性變形區的實施例示意圖。

附圖中，1-上軋輥，2-導電套，3-螺釘，4-絕緣套，5-接線板，6-脈沖電源，7-導電線，8-軋件，9-下軋輥，10-回路導線，11-限位板。

具體實施方式