[發明專利]一種高性能線材生產工藝方法及裝置

有效

• 申請號: 202010640924.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111842530B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 陳志浩;劉超;曹偉;朱協彬;姚敏
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;B21B1/16;B21B11/00;B21B45/02;B23K20/10
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 范奇

1.一種高性能線材生產工藝方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、選材及清洗：合理選擇微尺寸的線材，并進行表面清洗去除臟污；

S2、超聲沖擊強化處理準備：準備好用于對線材進行超聲沖擊強化處理的超聲滾壓處理裝置，并合理確定線材的通過速度、超聲頻率及超聲振幅；

S3、超聲沖擊強化處理：開啟超聲滾壓處理裝置，將步驟S1中清洗后的線材勻速通過超聲滾壓處理裝置，超聲滾壓處理裝置對線材進行超聲沖擊強化處理，得到寬度不變，厚度減薄的處理線材Ⅰ；

S4、焊合：將兩個步驟S3中獲得的厚度減薄的處理線材Ⅰ重疊后并通過超聲波焊接裝置，焊合后得到厚度恢復初始厚度的處理線材Ⅱ；

S5、多道次滾壓處理：將步驟S4得到的處理線材Ⅱ重復進行步驟S3～S4，重復次數視需求而定；

S6、獲得成品：對步驟S5中最終得到的線材進行收卷，得到截面尺寸未顯著變化的成品線材Ⅱ；

所述超聲滾壓處理裝置為低溫超聲滾壓沖擊裝置，包括密閉液冷控溫機構、牽引傳輸機構及超聲滾壓沖擊機構；

所述密閉液冷控溫機構包括內部裝有冷卻液（7）的密閉容器（4），所述密閉容器（4）的外殼體為雙層結構，其中內層為保溫材料制成的保溫層；所述密閉容器（4）長度方向上的兩相對側上分別對應開設有供線材（6）通過的輸入口和輸出口，且冷卻液（7）的液面低于該輸入口和輸出口，所述密閉容器（4）的側壁上還開設有用于導入冷卻液的注入口和用于排出冷卻液的流出口，且注入口和流出口處均設有開關閥；所述密閉容器（4）內頂部固定有多根豎直向下延伸的壓桿（5），所述壓桿（5）上開設有供線材（6）穿過的限位孔；

所述牽引傳輸機構包括分別位于密閉容器（4）的輸入口外側和輸出口外側的多組傳輸輥輪（10），每組傳輸輥輪（10）均包括兩個轉向相反的輥輪，所述線材（6）從各組傳輸輥輪（10）之間穿過，至少一組傳輸輥輪（10）連接有驅動電機；

所述超聲滾壓沖擊機構包括超聲系統、靜壓力發生系統及設于密閉容器（4）內的沖擊底座；

所述超聲系統包括豎直設于密閉容器（4）頂部的超聲換能器（3），設于超聲換能器（3）下端并貫穿密閉容器（4）頂面板的超聲變幅桿，豎直連接于超聲換能器（3）下端的超聲工具頭（12），可轉動式鑲嵌在超聲工具頭（12）下端面上的帶槽體結構的剛性沖擊輥柱（11）以及與超聲換能器（3）電連接并設于密閉容器（4）外側的超聲電源（1），所述密閉容器（4）的頂部開設有供超聲變幅桿穿過的接入口，所述超聲工具頭（12）和剛性沖擊輥柱（11）均位于密閉容器（4）內部，且剛性沖擊輥柱（11）平行于密閉容器（4）的寬度方向，所述剛性沖擊輥柱（11）上的槽體結構環繞其一圈；

所述靜壓力發生系統包括可拆卸式安裝在超聲換能器（3）頂面上的壓板（2）和設于壓板（2）上方的壓力氣缸（13），且壓力氣缸（13）與壓板（2）之間連接有彈簧（14），所述壓力氣缸（13）的上端為其固定端；

所述沖擊底座包括浸沒在冷卻液（7）內的表面帶槽體結構的剛性軋輥（8），以及設于密閉容器（4）的外側并用于驅動剛性軋輥（8）的軋輥驅動電機（9），所述剛性軋輥（8）的長度平行于密閉容器（4）的寬度方向，所述剛性軋輥（8）上的槽體結構環繞其一圈，所述剛性軋輥（8）表面的槽體結構位于剛性沖擊輥柱（11）表面槽體結構的正下方，所述剛性軋輥（8）表面的槽體結構與剛性沖擊輥柱（11）表面的槽體結構凹凸適配，且兩個槽體結構的寬度均與線材（6）的寬度相同，兩個槽體結構之間構成了線材（6）的超聲滾壓處理通道，所述線材（6）從所述超聲滾壓處理通道穿過，所述剛性沖擊輥柱（11）與剛性軋輥（8）的硬度和彈性模量均大于線材（6）；位于線材（6）下方的輥輪的轉動方向與剛性軋輥（8）的轉動方向相同；所述剛性軋輥（8）長度方向的兩側均設有壓桿（5）。

2.根據權利要求1所述的一種高性能線材生產工藝方法，其特征在于，線材經過步驟S1～S3的處理后直接進行收卷，得到經過單道次超聲沖擊強化處理的扁線材或截面尺寸均勻減薄的成品帶材Ⅰ。