CN201241177Y - 一种铝合金触变加工用重熔加热设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于金属加工技术领域，特别涉及到一种触变加工用重熔加热设备。该设备包括感应加热电源和坯料加热、运载系统两部分。1～4组1～2米长的感应加热线圈在同一水平面上互相平行布置，感应加热线圈之间互相串联。感应加热线圈各部分疏密一致。感应加热线圈内设置滑道，滑道由1～4根不锈钢管构成，不锈钢管内通水冷却，不锈钢管直径5～20mm。滑道上放置运载触变坯料的小车，小车由耐火材料加工而成，可在气缸等装置推动下在滑道上自由滑行。小车长度为触变坯料长度的1.2～2倍，其放置的水平高度需保证触变坯料位于感应加热线圈的中心轴线位置。每个感应加热线圈的一端都设有气缸等推动装置，推动气缸等装置行程为运载小车长度的1.5～2.5倍。气缸等推动装置直接推动运载小车在感应加热线圈内运行，触变坯料放置于运载小车上，气缸等推动装置及滑道不直接与触变坯料发生作用。其优点在于：能够满足铝合金触变坯料既需要加热迅速又要求温度均匀的要求，同时具有操作安全、运行稳定、工艺可控性强的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于金属加工技术领域，特别涉及到一种铝合金触变加工用重熔加热设备。
背景技术
触变加工是介于传统的固态加工技术(如轧制、挤压、锻造等)和液态成形技术(如铸造等)之间的一种新型加工成形方法。其核心的技术特征包括：1)加工成形温度介于固液相线温度之间；2)晶粒形态不同于一般凝固组织中的树枝状晶粒形态，而是表现为非树枝状的、近球形的晶粒形态。由于具有以上特征，触变加工技术具有铸造缺陷少、气孔率低、易于加工成形、模具寿命高等优点。这些优点使得触变加工与锻造、压铸等传统加工成形方法相比在成本、性能方面均具有相当的竞争优势。另外，触变加工技术在以铸代锻、变形合金的直接近净成形、改善难铸造合金的铸造性能等方面也具有广泛的应用前景。
触变加工技术在工艺上可分为三个阶段：1)具有触变特性的合金坯料(简称触变坯料)的制备；2)重熔加热；3)触变加工。通常对触变坯料重熔加热工艺的要求是：1)经过重熔加热的触变坯料内外、上下温差应尽可能均匀，以避免在后续触变加工过程中由于流动性的差异而导致固液相分离等现象，同时也可避免重熔加热后产生“象足”等缺陷，给触变坯料的夹持搬运带来困难；2)重熔加热过程所用的时间应尽可能短，以最大程度地避免触变坯料在二次加热过程中产生表面氧化和初生a晶粒过分长大，对触变加工件的最终性能产生不利影响；3)为后续的触变加工提供优异的微观组织基础。基于以上工艺要求，如何设计出一种能够满足上述重熔加热工艺要求的装置成为触变加工技术工业应用的重要研究方向。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种多工位重熔加热设备，该设备能够保证被加热触变坯料内外温差小、生产节奏与后续加工相匹配。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
加热方法的选择主要考虑温度分布是否均匀、加热时间和加热过程的可控性以及温度的稳定性等。本实用新型选用感应加热方式。感应加热的热量是在坯料内部直接产生的而不是从外部传入，可以达到很高的升温速度，而且径向温差较小；因为加热快，坯料表面氧化较少，一般不需要气体保护。感应加热炉结构简单，劳动条件好。
基本结构形式采用卧式结构即感应加热线圈水平布置，触变坯料仅在水平方向移动，这种结构与一般的立式结构相比具有设备稳定性高、工艺可控性强等优点。
本实用新型中的铝合金触变加工用重熔加热设备，其特征在于：
1)该设备主要由感应加热电源和坯料加热、运载系统两部分组成；
2)感应加热线圈水平布置，触变坯料仅能在水平方向移动；
3)感应加热线圈之间互相串联，在同一水平面上互相平行布置，所有感应加热线圈疏密一致；
4)感应加热线圈的数量为1～4个，每个感应加热线圈的长度为1～2米；
5)感应加热线圈内设置滑道，滑道由1～4根不锈钢管构成，不锈钢管内通水冷却，不锈钢管直径5～20mm；滑道上放置运载触变坯料的小车，小车由耐火材料加工而成，可在气缸等外力推动下在滑道上自由滑行；小车长度为触变坯料长度的1.2～2倍，其放置的水平高度需保证触变坯料位于感应加热线圈的中心轴线位置；
6)每个感应加热线圈的一端都设有气缸等推动装置，推动气缸等装置行程为运载小车长度的1.5～2.5倍；气缸等推动装置直接推动运载小车在感应加热线圈内运行，触变坯料放置于运载小车上，气缸等推动装置及滑道不直接与触变坯料发生作用。
上述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其中：感应加热电源可以选择可控硅电源或IGBT电源，电流频率为300～2500Hz，功率50～300KW。
上述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其中：感应加热线圈根据触变坯料形状可以设计为圆形，也可设计为椭圆形或方形。
上述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其中：运载小车在滑轨上的滑动可以采用气动、液压、电动方式中的任意一种实现。
本实用新型的优点是：
1、与电阻加热比较，具有加热效率高、避免晶粒粗大等特点；与单工位感应加热设备比较又具有效率高且加热温度均匀的特点；
2、感加热线圈采用水平放置，多个感应加热线圈平行布置；所有感应加热线圈疏密一致，即采用恒功率加热，具有运行平稳，工艺可控性强的特点。
附图说明
图1是本实用新型触变加工用重熔加热设备坯料加热、运载系统的示意图。
图中1.第一组感应加热线圈，2.第二组感应加热线圈，3.感应加热线圈，4.气缸，5.触变坯料，6.不锈钢管导轨，7.运载小车，8.推板，9.气缸杆。
具体的实施方式
如图1所示，本实用新型中触变加工用重熔加热设备主要由1～4组感应加热线圈3、气缸4、不锈钢管导轨6和运载小车7等几部分组成。触变坯料5置于运载小车7中部，将带有触变坯料5的第一个运载小车7置于第一组感应加热线圈1推板8前的不锈钢导轨6上，到达预定时间，气缸4动作，通过气缸杆9和固定于气缸杆9前端的推板8将带有触变坯料5的运载小车7推入感应加热线圈3开始加热过程。气缸4完成推出动作后，1～10秒内气缸杆9复位。气缸杆复位后，将带有触变坯料的第二个运载小车置于推板8前的不锈钢导轨6上，到达预定时间，气缸4动作，将带有触变坯料的第二个运载小车7推入感应加热线圈3开始加热过程，同时第二个运载小车推动第一个运载小车沿不锈钢导轨6向前滑动一个运载小车长度的距离。如此往复循环，直至带有触变坯料的第一个运载小车被推出第一组感应加热线圈，由人工或机械手将带有触变坯料的第一个运载小车转入第二组感应加热线圈的导轨，完成同样循环过程。感应加热线圈根据工艺需要可以有1～4组。达到预定温度的触变坯料被推出感应加热线圈后由夹持装置夹走，进行触变加工。
对于A390合金，液相线温度是650℃，固相线温度为510℃，触变坯料直径76mm，高度20mm，要求加热效率与液压机生产节奏相匹配，达到30秒/件。重熔加热设备加热线圈采用14×16mm扁铜管绕制，线圈内径100mm，每组感应加热线圈长度700mm，感应加热线圈共2组。运载小车长度100mm。气缸每完成7次推出动作，完成一个触变坯料在一组感应加热线圈内的加热过程。每个触变坯料被加热的总时间为420秒，连续加热过程中始终有14个触变坯料位于感应加热线圈中被同时加热，每30秒有一件触变坯料完成加热过程。本实施例中加热效率为30秒/件，半固态温度575℃，内外温差±3℃。
Claims (4)
- 【权利要求1】一种铝合金触变加工用重熔加热设备，其特征在于：1)该装置主要由感应加热电源和坯料加热、运载系统两部分组成；2)感应加热线圈水平布置，触变坯料仅能在水平方向移动；3)感应加热线圈之间互相串联，在同一水平面上互相平行布置，感应加热线圈各部分疏密一致；4)感应加热线圈的数量为1～4个，每个感应加热线圈的长度为1～2米；5)感应加热线圈内设置滑道，滑道由1～4根不锈钢管构成，不锈钢管内通水冷却，不锈钢管直径5～20mm；滑道上放置运载触变坯料的小车，小车由耐火材料加工而成，可在气缸等外力推动下在滑道上自由滑行；小车长度为触变坯料长度的1.2～2倍，其放置的水平高度需保证触变坯料位于感应加热线圈的中心轴线位置；6)每个感应加热线圈的一端都设有气缸等推动装置，推动气缸等装置行程为运载小车长度的1.5～2.5倍；气缸等推动装置直接推动运载小车在感应加热线圈内运行，触变坯料放置于运载小车上，气缸等推动装置及滑道不直接与触变坯料发生作用。
- 【权利要求2】根据权利要求1所述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其特征在于，感应加热电源可以选择可控硅电源或IGBT电源，电流频率为300～2500Hz，功率50～300KW。
- 【权利要求3】根据权利要求1所述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其特征在于，感应加热线圈根据触变坯料形状可以设计为圆形，也可设计为椭圆形或方形。
- 【权利要求4】根据权利要求1所述的铝合金触变加工用重熔加热设备，其特征在于，运载小车在滑轨上的滑动可以采用气动、液压、电动方式中的任意一种实现。
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