[發(fā)明專利]一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝置及其調(diào)控方法

有效

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• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113385625B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李金山;唐斌;王軍;朱雷;李凱迪;寇宏超;賴敏杰;樊江昆
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);西北工業(yè)大學(xué)重慶科創(chuàng)中心
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J9/20;B21K29/00
• 代理公司: 北京眾達德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明公開了一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝置及其調(diào)控方法，其中的等溫模鍛裝置，包括外殼體、設(shè)置在外殼體內(nèi)部的保溫隔熱系統(tǒng)、位于保溫隔熱系統(tǒng)內(nèi)的等溫鍛造模具、安裝在保溫隔熱系統(tǒng)上端的總排氣管、安裝在保溫隔熱系統(tǒng)下端的總進氣管、用于向總進氣管內(nèi)通入冷氣的冷卻氣源、設(shè)置在等溫鍛造模具上的溫度監(jiān)測傳感器及PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)；溫度監(jiān)測傳感器用于監(jiān)測等溫鍛造模具的溫度并將溫度信號傳輸至PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)，PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)用于根據(jù)溫度信號調(diào)控等溫鍛造模具的冷速及加熱情況。本發(fā)明可以實現(xiàn)等溫鍛造裝備內(nèi)模具的溫度精確調(diào)控，進而控制型材的顯微組織，實現(xiàn)組織均勻性和性能穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀有金屬材料等溫模鍛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝置及其調(diào)控方法。

背景技術(shù)

性能優(yōu)異的金屬材料是制備大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)，但其往往取決于合金材料的顯微組織結(jié)構(gòu)，因此，如何調(diào)控復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的顯微組織對制備優(yōu)異性能的合金型材至關(guān)重要。合金的顯微組織又跟其相組成息息相關(guān)，在相圖中，材料從高溫至室溫，會存在不同相組成區(qū)域，因此，在材料的連續(xù)冷卻過程中會發(fā)生明顯的相變行為，從而獲得不同的顯微組織結(jié)構(gòu)。而冷卻速率的不同，可能發(fā)生的相轉(zhuǎn)變也不同，各種相之間的含量也會相應(yīng)變化，所以，控制稀有金屬材料在冷卻過程中的冷速對獲得優(yōu)異性能的金屬材料非常重要，因此有必要提出一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝備。

目前，等溫模鍛的冷卻方式一般采用隨爐冷卻或者打開爐門進行空氣冷卻兩種方式，這兩種冷卻方式受外界溫度影響較大(夏天和冬天的室溫完全不同)。因此，這對合金顯微組織的控制有著嚴重的影響，可大大影響產(chǎn)品的重復(fù)率。

朱小坤等人在發(fā)明專利(CN 109898008 A)中提到了采用純氬氣進行高壓吹氣將合金冷卻至室溫，這種高壓吹氣是將氬氣直接充進熱等靜壓設(shè)備當中，進而對其粉末冶金的高速鋼進行組織調(diào)控。其成形過程未涉及到對大尺寸的模具冷卻和冷速的精確控制。

因此有必要提供一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝備，調(diào)控金屬材料型材組織，提升型材的組織均勻性和性能可控性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的可精確控制冷速的等溫模鍛裝置，能夠通過實時精確控制鍛造模具冷卻溫度，從而達到控制稀有金屬材料型材顯微組織的目的，通過數(shù)字化精確控制氣源系統(tǒng)，以及在等溫鍛造模具上添加散熱通道和溫度測試點，從而實現(xiàn)模具溫度的精確控制，可以實現(xiàn)不受外界溫差影響來調(diào)控型材顯微組織。

具體的，本發(fā)明第一方面提供一種可精確控制冷速的等溫模鍛裝置，包括外殼體、設(shè)置在所述外殼體內(nèi)部的保溫隔熱系統(tǒng)、位于所述保溫隔熱系統(tǒng)內(nèi)的等溫鍛造模具、位于所述外殼體內(nèi)且連接在所述等溫鍛造模具上下兩端的上平臺和下平臺、安裝在所述保溫隔熱系統(tǒng)上端并與其內(nèi)部連通的總排氣管、安裝在所述保溫隔熱系統(tǒng)下端并與其內(nèi)部連通的總進氣管、用于向所述總進氣管內(nèi)通入冷氣的冷卻氣源、設(shè)置在所述等溫鍛造模具上的溫度監(jiān)測傳感器及PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)；

所述溫度監(jiān)測傳感器與所述PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)電連接，所述溫度監(jiān)測傳感器用于監(jiān)測所述等溫鍛造模具的溫度并將溫度信號傳輸至所述PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)，所述PLC加熱和冷卻控制系統(tǒng)用于根據(jù)所述溫度信號調(diào)控所述等溫鍛造模具的冷速及加熱情況。

作為本發(fā)明的進一步說明，所述等溫模鍛裝置還包括設(shè)置在所述保溫隔熱系統(tǒng)上端內(nèi)側(cè)的多個分排氣孔，所述分排氣孔與所述總排氣管內(nèi)連通，所述分排氣孔均勻地分布在所述上平臺的周圍。

作為本發(fā)明的進一步說明，所述等溫模鍛裝置還包括設(shè)置在所述保溫隔熱系統(tǒng)下端內(nèi)側(cè)的多個分進氣孔，所述分進氣孔與所述總進氣管內(nèi)連通，所述分進氣孔均勻地分布在所述下平臺的周圍。

作為本發(fā)明的進一步說明，所述等溫鍛造模具上設(shè)置有用于通入冷氣的冷卻通道。