專利名稱：一種鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
觸變加工是介于傳統(tǒng)的固態(tài)加工技術(shù)(如軋制、擠壓、鍛造等)和液態(tài)成形技術(shù)(如鑄 造等)之間的一種新型加工成形方法。其核心的技術(shù)特征包括1)加工成形溫度介于固液 相線溫度之間；2)晶粒形態(tài)不同于一般凝固組織中的樹枝狀晶粒形態(tài)，而是表現(xiàn)為非樹枝 狀的、近球形的晶粒形態(tài)。由于具有以上特征，觸變加工技術(shù)具有鑄造缺陷少、氣孔率低、 易于加工成形、模具壽命高等優(yōu)點。這些優(yōu)點使得觸變加工與鍛造、壓鑄等傳統(tǒng)加工成形方 法相比在成本、性能方面均具有相當(dāng)?shù)母偁巸?yōu)勢。另外，觸變加工技術(shù)在以鑄代鍛、變形合 金的直接近凈成形、改善難鑄造合金的鑄造性能等方面也具有廣泛的應(yīng)用前景。
觸變加工技術(shù)在工藝上可分為三個階段1)具有觸變特性的合金坯料(簡稱觸變坯料 )的制備；2)重熔加熱；3)觸變加工。通常對觸變坯料重熔加熱工藝的要求是1)經(jīng)過 重熔加熱的觸變坯料內(nèi)外、上下溫差應(yīng)盡可能均勻，以避免在后續(xù)觸變加工過程中由于流動 性的差異而導(dǎo)致固液相分離等現(xiàn)象，同時也可避免重熔加熱后產(chǎn)生"象足"等缺陷，給觸變 坯料的夾持搬運帶來困難；2)重熔加熱過程所用的時間應(yīng)盡可能短，以最大程度地避免觸 變坯料在二次加熱過程中產(chǎn)生表面氧化和初生a晶粒過分長大，對觸變加工件的最終性能產(chǎn) 生不利影響；3)為后續(xù)的觸變加工提供優(yōu)異的微觀組織基礎(chǔ)?；谝陨瞎に囈?，如何設(shè) 計出一種能夠滿足上述重熔加熱工藝要求的裝置成為觸變加工技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的重要研究方向
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種多工位重熔加熱設(shè)備，該設(shè)備能夠保證被加熱觸變坯料內(nèi) 外溫差小、生產(chǎn)節(jié)奏與后續(xù)加工相匹配。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案
加熱方法的選擇主要考慮溫度分布是否均勻、加熱時間和加熱過程的可控性以及溫度的 穩(wěn)定性等。本實用新型選用感應(yīng)加熱方式。感應(yīng)加熱的熱量是在坯料內(nèi)部直接產(chǎn)生的而不是從外部傳入，可以達到很高的升溫速度，而且徑向溫差較??；因為加熱快，坯料表面氧化 較少， 一般不需要氣體保護。感應(yīng)加熱爐結(jié)構(gòu)簡單，勞動條件好。
基本結(jié)構(gòu)形式采用臥式結(jié)構(gòu)即感應(yīng)加熱線圈水平布置，觸變坯料僅在水平方向移動， 這種結(jié)構(gòu)與一般的立式結(jié)構(gòu)相比具有設(shè)備穩(wěn)定性高、工藝可控性強等優(yōu)點。
本實用新型中的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其特征在于
1) 該設(shè)備主要由感應(yīng)加熱電源和坯料加熱、運載系統(tǒng)兩部分組成；
2) 感應(yīng)加熱線圈水平布置，觸變坯料僅能在水平方向移動；
3) 感應(yīng)加熱線圈之間互相串聯(lián)，在同一水平面上互相平行布置，所有感應(yīng)加熱線圈 疏密一致；
4) 感應(yīng)加熱線圈的數(shù)量為1 4個，每個感應(yīng)加熱線圈的長度為1 2米；
5) 感應(yīng)加熱線圈內(nèi)設(shè)置滑道，滑道由1 4根不銹鋼管構(gòu)成，不銹鋼管內(nèi)通水冷卻， 不銹鋼管直徑5 20mm;滑道上放置運載觸變坯料的小車，小車由耐火材料加工而成，可 在氣缸等外力推動下在滑道上自由滑行；小車長度為觸變坯料長度的1.2 2倍，其放置的 水平高度需保證觸變坯料位于感應(yīng)加熱線圈的中心軸線位置；
6) 每個感應(yīng)加熱線圈的一端都設(shè)有氣缸等推動裝置，推動氣缸等裝置行程為運載小 車長度的1.5 2.5倍；氣缸等推動裝置直接推動運載小車在感應(yīng)加熱線圈內(nèi)運行，觸變坯 料放置于運載小車上，氣缸等推動裝置及滑道不直接與觸變坯料發(fā)生作用。
上述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其中感應(yīng)加熱電源可以選擇可控硅電源或 IGBT電源，電流頻率為300 2500Hz，功率50 300KW。
上述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其中感應(yīng)加熱線圈根據(jù)觸變坯料形狀可以 設(shè)計為圓形，也可設(shè)計為橢圓形或方形。
上述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其中運載小車在滑軌上的滑動可以采用氣 動、液壓、電動方式中的任意一種實現(xiàn)。
本實用新型的優(yōu)點是
1、 與電阻加熱比較，具有加熱效率高、避免晶粒粗大等特點；與單工位感應(yīng)加熱設(shè) 備比較又具有效率高且加熱溫度均勻的特點；
2、 感加熱線圈采用水平放置，多個感應(yīng)加熱線圈平行布置；所有感應(yīng)加熱線圈疏密 一致，即采用恒功率加熱，具有運行平穩(wěn)，工藝可控性強的特點。
圖l是本實用新型觸變加工用重熔加熱設(shè)備坯料加熱、運載系統(tǒng)的示意圖。 圖中1.第一組感應(yīng)加熱線圈，2.第二組感應(yīng)加熱線圈，3.感應(yīng)加熱線圈，4.氣缸，5.觸變 坯料，6.不銹鋼管導(dǎo)軌，7.運載小車，8.推板，9.氣缸桿。 具體的實施方式
如圖1所示，本實用新型中觸變加工用重熔加熱設(shè)備主要由1 4組感應(yīng)加熱線圈3、氣缸 4、不銹鋼管導(dǎo)軌6和運載小車7等幾部分組成。觸變坯料5置于運載小車7中部，將帶有觸變 坯料5的第一個運載小車7置于第一組感應(yīng)加熱線圈1推板8前的不銹鋼導(dǎo)軌6上，到達預(yù)定時 間，氣缸4動作，通過氣缸桿9和固定于氣缸桿9前端的推板8將帶有觸變坯料5的運載小車7推 入感應(yīng)加熱線圈3開始加熱過程。氣缸4完成推出動作后，1 10秒內(nèi)氣缸桿9復(fù)位。氣缸桿復(fù) 位后，將帶有觸變坯料的第二個運載小車置于推板8前的不銹鋼導(dǎo)軌6上，到達預(yù)定時間，氣 缸4動作，將帶有觸變坯料的第二個運載小車7推入感應(yīng)加熱線圈3開始加熱過程，同時第二 個運載小車推動第一個運載小車沿不銹鋼導(dǎo)軌6向前滑動一個運載小車長度的距離。如此往 復(fù)循環(huán)，直至帶有觸變坯料的第一個運載小車被推出第一組感應(yīng)加熱線圈，由人工或機械手 將帶有觸變坯料的第一個運載小車轉(zhuǎn)入第二組感應(yīng)加熱線圈的導(dǎo)軌，完成同樣循環(huán)過程。感 應(yīng)加熱線圈根據(jù)工藝需要可以有1 4組。達到預(yù)定溫度的觸變坯料被推出感應(yīng)加熱線圈后由 夾持裝置夾走，進行觸變加工。
對于A390合金，液相線溫度是65(TC，固相線溫度為51(TC，觸變坯料直徑76mm，高度 20mm，要求加熱效率與液壓機生產(chǎn)節(jié)奏相匹配，達到30秒/件。重熔加熱設(shè)備加熱線圈采用 14X16mm扁銅管繞制，線圈內(nèi)徑100mm，每組感應(yīng)加熱線圈長度700mm，感應(yīng)加熱線圈共2組 。運載小車長度100mm。氣缸每完成7次推出動作，完成一個觸變坯料在一組感應(yīng)加熱線圈內(nèi) 的加熱過程。每個觸變坯料被加熱的總時間為420秒，連續(xù)加熱過程中始終有14個觸變坯料 位于感應(yīng)加熱線圈中被同時加熱，每30秒有一件觸變坯料完成加熱過程。本實施例中加熱效 率為30秒/件，半固態(tài)溫度575。C，內(nèi)外溫差士3。C。
權(quán)利要求權(quán)利要求1一種鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其特征在于1)該裝置主要由感應(yīng)加熱電源和坯料加熱、運載系統(tǒng)兩部分組成；2)感應(yīng)加熱線圈水平布置，觸變坯料僅能在水平方向移動；3)感應(yīng)加熱線圈之間互相串聯(lián)，在同一水平面上互相平行布置，感應(yīng)加熱線圈各部分疏密一致；4)感應(yīng)加熱線圈的數(shù)量為1～4個，每個感應(yīng)加熱線圈的長度為1～2米；5)感應(yīng)加熱線圈內(nèi)設(shè)置滑道，滑道由1～4根不銹鋼管構(gòu)成，不銹鋼管內(nèi)通水冷卻，不銹鋼管直徑5～20mm；滑道上放置運載觸變坯料的小車，小車由耐火材料加工而成，可在氣缸等外力推動下在滑道上自由滑行；小車長度為觸變坯料長度的1.2～2倍，其放置的水平高度需保證觸變坯料位于感應(yīng)加熱線圈的中心軸線位置；6)每個感應(yīng)加熱線圈的一端都設(shè)有氣缸等推動裝置，推動氣缸等裝置行程為運載小車長度的1.5～2.5倍；氣缸等推動裝置直接推動運載小車在感應(yīng)加熱線圈內(nèi)運行，觸變坯料放置于運載小車上，氣缸等推動裝置及滑道不直接與觸變坯料發(fā)生作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其特征 在于，感應(yīng)加熱電源可以選擇可控硅電源或IGBT電源，電流頻率為300 2500Hz，功率50 300KW。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其特征 在于，感應(yīng)加熱線圈根據(jù)觸變坯料形狀可以設(shè)計為圓形，也可設(shè)計為橢圓形或方形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋁合金觸變加工用重熔加熱設(shè)備，其特征 在于，運載小車在滑軌上的滑動可以采用氣動、液壓、電動方式中的任意一種實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型屬于金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種觸變加工用重熔加熱設(shè)備。該設(shè)備包括感應(yīng)加熱電源和坯料加熱、運載系統(tǒng)兩部分。1～4組1～2米長的感應(yīng)加熱線圈在同一水平面上互相平行布置，感應(yīng)加熱線圈之間互相串聯(lián)。感應(yīng)加熱線圈各部分疏密一致。感應(yīng)加熱線圈內(nèi)設(shè)置滑道，滑道由1～4根不銹鋼管構(gòu)成，不銹鋼管內(nèi)通水冷卻，不銹鋼管直徑5～20mm?；郎戏胖眠\載觸變坯料的小車，小車由耐火材料加工而成，可在氣缸等裝置推動下在滑道上自由滑行。小車長度為觸變坯料長度的1.2～2倍，其放置的水平高度需保證觸變坯料位于感應(yīng)加熱線圈的中心軸線位置。每個感應(yīng)加熱線圈的一端都設(shè)有氣缸等推動裝置，推動氣缸等裝置行程為運載小車長度的1.5～2.5倍。氣缸等推動裝置直接推動運載小車在感應(yīng)加熱線圈內(nèi)運行，觸變坯料放置于運載小車上，氣缸等推動裝置及滑道不直接與觸變坯料發(fā)生作用。其優(yōu)點在于能夠滿足鋁合金觸變坯料既需要加熱迅速又要求溫度均勻的要求，同時具有操作安全、運行穩(wěn)定、工藝可控性強的優(yōu)點。
文檔編號C21D9/70GK201241177SQ200820300638
公開日2009年5月20日 申請日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者博 李 申請人:北京天中祈華新材料有限公司