[發明專利]一種恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置及冷卻工藝

有效

• 申請號: 201810538335.7
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108817121B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 羅布灣
• 申請（專利權）人: 慈溪市宜美佳鋁業有限公司
• 主分類號: B21C29/04
• 分類號: B21C29/04;B21C31/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明提供一種恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置，在擠壓模具的專用模墊上根據型材形狀和變形量開設有冷卻通道和高壓水通道，其中：所述冷卻通道通過液氮管路連接液氮供給裝置，液氮通過冷卻通道上的液氮噴嘴噴射在模具的表面，用于吸收鋁棒變形、摩擦帶來的熱量，降低模具溫度；所述高壓水通道與所述冷卻通道相鄰設置，高壓水通過高壓水通道上的水汽噴嘴噴射在模具的表面；在擠壓模具的出料口設有紅外線測溫裝置，用于實時檢測鋁棒溫度；本發明還提供一種采用上述恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置的冷卻工藝。本發明的恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置及冷卻工藝能夠實現高速擠壓狀態下控制擠壓升溫，有助于提高擠壓效率和產品的表面光潔度。

技術領域

本發明涉及金屬型材加工領域，尤其涉及一種恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置及冷卻工藝。

背景技術

鋁型材因具有質量輕、比強度高、耐腐蝕、外形美觀等優點，廣泛應用于建筑、車輛、船舶、飛機、電子、家居裝飾等各個領域。其發展速度遠高于其它金屬材料，其消費也僅次于鋼鐵。

擠壓成型作為鋁型材生產中的主導技術和核心環節，是保障產品質量、縮短投產時間和提高模具壽命的關鍵所在。在擠壓過程中，金屬的變形和摩擦會導致鋁合金擠壓溫度的升高，且溫度升高的程度會隨著擠壓速度的增加而增加。擠壓溫度的升高將會給鋁型材生產帶來諸多不利影響，例如，會使型材力學性能下降、表面氧化變化、甚至發生熱裂。因此，降低變形和摩擦所產生的熱量成為鋁加工行業中急需解決的問題。

液氮冷卻技術能夠能有效解決擠壓過程中模具的溫升問題，因此受到國內外越來越多的鋁型材企業的關注。研究發現采用模具液氮冷卻技術能取得較多顯著的效益：1、低溫液氮在對模具冷卻的同時會馬上蒸發為具有惰性的氮氣，能夠保護模具和擠壓型材表面，使其不被高溫氧化；2、模具液氮冷卻中帶走的多余熱量能夠增加擠壓速度和延長擠壓連續運行的形成；3、模具液氮冷卻過程能精確控制液氮流量，不會造成坯料過冷，從而達到最佳冷卻效果及其最佳工藝溫度，能夠最大限度提高擠壓效率，當大批量擠壓某種型材時，采用液氮冷卻模具技術，可取得較為顯著的經濟效益；4、模具液氮冷卻還可以在一定程度上延長模具壽命。

在工業鋁型材生產行業，尤其是汽車用高檔鋁型材的公司，在鋁型材擠壓過程中，如果擠壓速度過慢，則會影響擠壓的生產效率，如果擠壓速度過快，則會造成金屬流動不均勻，產品表面會出現麻點、裂紋、拖傷、拉裂等缺陷。所以，擠壓鋁材要保證一定的高速擠壓，控制擠壓溫升是必由之路，液氮冷卻是解決這一難題的較好方式。

目前較先進的模具冷卻系統均是由計算機控制，既能使模具充分冷卻，又不會使坯料過冷，具有較高的可操作性和實用性。在實際應用中，一般采用以下三種液氮通道設計的冷卻方法：1、工作帶直接冷卻法；2、模外冷卻法；3、模墊冷卻法。其中，在模具本體上直接加工液氮通道的難度較大，模外冷卻則冷卻效率較低。采用模墊冷卻法具有加工容易、冷卻介質分配均勻、冷卻效率高的優點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置及冷卻工藝，能夠實現高速擠壓狀態下控制擠壓升溫，有助于提高擠壓效率和產品的表面光潔度。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種恒溫高速擠壓液氮冷卻裝置，在擠壓模具的專用模墊上根據型材形狀和變形量開設有冷卻通道和高壓水通道，其中：

所述冷卻通道通過液氮管路連接液氮供給裝置，液氮通過冷卻通道上的液氮噴嘴噴射在模具的表面，用于吸收鋁棒變形、摩擦帶來的熱量，降低模具溫度；

所述高壓水通道與所述冷卻通道相鄰設置，高壓水通過高壓水通道上的水汽噴嘴噴射在模具的表面；

在擠壓模具的出料口設有紅外線測溫裝置，用于實時檢測鋁棒溫度。

為了優化上述的技術方案，本發明采取的技術措施還包括：