预挤压铝棒的精确控温方法及实现其的梯度降温设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种预挤压铝棒的精确控温方法，将铝棒料整体升温至高于铝材挤压预热温度的上限，然后对铝棒料局部吸热，使其沿轴向出现梯度温差。以及上述预挤压铝棒的精确控温方法所应用的梯度降温设备，包括测温机构，梯度冷却机构，铝棒料输送机构。本发明公开的一种全新的预挤压铝棒的精确控温方法，其采用先整体升温，后控制降温的方法，可以实现预挤压铝棒两端之间的梯度温差达200℃以上，且能降低径向的梯度温差。同时公开了用于上述精确控温方法的预挤压铝棒的梯度降温设备。本发明可用于处理预挤压铝棒。
【专利说明】预挤压铝棒的精确控温方法及实现其的梯度降温设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及挤压工件加热领域，特别是一种预挤压铝棒的精确控温方法，以及实现该方法的梯度降温设备。
【背景技术】
[0002]铝材是将铝棒料预热后送入挤压机挤压得到的，由于铝棒料在挤压过程中发生摩擦、压缩，棒材会持续升温，对等温挤压成型的铝型材质量产生影响。所以铝棒料在进入挤压机之前，应当先经过梯度预热处理，使得其处于一端高温，一端相对低温的梯度温差状态，这种经过径向梯度升温的铝棒料，称为预挤压铝棒。传统的预挤压铝棒的控温工艺，是通过梯度加热炉实现的。梯度加热炉的炉膛内沿线设有多个烧嘴，通过控制沿线各段烧嘴的开关状态，达到铝棒料梯度升温的目的。然而，这种控温工艺依赖于火焰加温时候的温度控制精度，而实践中火焰加温是较难控制温度的，精确度不高，难达到较大的首尾段温度梯度差，通常首尾温差最多只能达到50°C，而且是在铝棒料的长度大于一米以上，已经无法满足现有的挤压机的需求。
[0003]再者，铝棒料直接通过火焰升温达到轴向出现梯度温差的同时，其表面与内部也会存在有径向的梯度温差，且这种径向的梯度温差与铝棒料的直径成正比。径向的梯度温差会使预挤压铝棒在挤压时出现密度不均匀，影响挤压成型，应该尽可能将其消除。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种预挤压铝棒的精确控温方法。
[0005]还提供了实现上述方法的梯度降温设备。
[0006]本发明解决技术问题的技术方案如下:
预挤压铝棒的精确控温方法，将铝棒料整体升温至高于铝材挤压预热温度的上限，然后对铝棒料局部吸热，使其沿轴向出现梯度温差。
[0007]具体地，上述方法包括以下步骤:
A.将铝棒料沿轴向依次等距划分成N段区域，为实现预挤压铝棒梯度温差所对应的各区域目标温度为T
(1,2,3,......,N)，
其中T1温度最高，Tn温度最低；
B.将铝棒料送入加热炉进行加热，使其整体温度较T1高出50°C，然后送出等温加热炉；
C.检测加热后的铝棒料温度T，计算各区域将温度从T降到T
(1,2,3,......，N) 所需的冷却液用量，且根据冷却量来设置每区所需的冷却时间；
D.将检测后的铝棒料送入梯度降温设备，用N组喷嘴对各段区域喷射冷却液使其降温；
E.将分段降温的铝棒料送出梯度降温设备，得到预挤压铝棒。
[0008]上述预挤压铝棒的精确控温方法所应用的梯度降温设备包括:
测温机构，用于检测铝棒料的不同区域的温度； 梯度冷却机构，包括箱体，所述箱体内有冷却腔，所述箱体设有铝棒料进出口，所述箱体内设有多组可对铝棒料喷射冷却液的喷嘴，所述喷嘴与外设的冷却液源通过管道连接；铝棒料输送机构，用于将铝棒料送入梯度冷却机构。
[0009]本发明所述铝棒料输送机构包括机架和铝棒料停放架，所述机架上设有前顶杆、后顶杆、驱动前顶杆轴向移动的前液压缸、驱动后顶杆轴向移动的后液压马达，所述铝棒料停放架位于箱体前方，所述铝棒料进出口位于箱体的前壁，所述前顶杆包括可以密封铝棒料进出口的前密封罩。
[0010]本发明所述铝棒料输送机构还包括导轨，所述机架与导轨滑动连接。
[0011]本发明所述箱体的后壁设有机架进出口，所述后顶杆包括可以密封机架进出口的后密封罩。
[0012]本发明所述测温机构包括测温探头以及探头旋转机构，所述测温探头位于铝棒料停放架上方且通过探头旋转机构与铝棒料停放架联接。
[0013]本发明所述测温平台设有9个测温探头，所述箱体设有9组喷嘴。
[0014]本发明所述箱体的侧壁还设有观察窗。
[0015]本发明所述箱体的底部设有冷却液排出口。
[0016]本发明公开的一种全新的预挤压铝棒的精确控温方法，其采用先整体升温，后控制降温的方法，可以实现预挤压铝棒两端之间的梯度温差达200°C以上，且能降低径向的梯度温差。同时公开了用于上述精确控温方法的预挤压铝棒的梯度降温设备。本发明可用于处理预挤压铝棒。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0018]图1是本发明梯度冷却机构的主视图；
图2是本发明梯度冷却机构的俯视图；
图3是本发明梯度冷却机构的左视图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0020]一种预挤压铝棒的精确控温方法，将铝棒料整体升温至高于铝材挤压预热温度的上限，然后对铝棒料局部吸热，使其沿轴向出现梯度温差。传统烧嘴火焰加温实现梯度温差的方法虽然可以通过调节燃料和氧气的流量来控制火焰温度，但是实际上火焰对铝棒料传递的热量还需要考虑多方因素，所以无法提高预挤压铝棒的控温精度。而冷却吸热的方案却可以容易算出吸热媒介带走了铝棒多少热量，因此能够精确控制预挤压铝棒轴向的梯度温差，实现预挤压铝棒两端温度梯度差达到200°C以上。
[0021]具体地，上述方法包括以下步骤:
A.将铝棒料沿轴向依次等距划分成N段区域，为实现预挤压铝棒梯度温差所对应的各区域目标温度为T
(1,2,3,......,N)，
其中T1温度最高，Tn温度最低；
B.将铝棒料送入加热炉进行加热，使其整体温度较T1高出50°C，然后送出等温加热炉；
C.检测加热后的铝棒料温度T，计算各区域将温度从T降到T
(1,2,3,......，N) 所需的冷却液用量，且根据冷却量来设置每区所需的冷却时间；
D.将检测后的铝棒料送入梯度降温设备，用N组喷嘴对各段区域喷射冷却液使其降温；
E.将分段降温的铝棒料送出梯度降温设备，得到预挤压铝棒。
[0022]上述预挤压铝棒的精确控温方法所应用的梯度降温设备包括:
测温机构，用于检测铝棒料的不同区域的温度；
如图1?3所示,梯度冷却机构,包括箱体I,所述箱体I内有冷却腔11,所述箱体I设有铝棒料进出口，所述箱体I内设有多组可对铝棒料喷射冷却液的喷嘴2，所述喷嘴2与外设的冷却液源通过管道连接；
铝棒料输送机构，用于将铝棒料送入梯度冷却机构。
[0023]进一步作为优选的实施方式，所述铝棒料输送机构包括机架3和铝棒料停放架4，所述机架上设有前顶杆31、后顶杆32、驱动前顶杆31轴向移动的前液压缸、驱动后顶杆32轴向移动的后液压马达，所述铝棒料停放架4位于箱体I前方，所述铝棒料进出口位于箱体I的前壁，所述前顶杆31包括可以密封铝棒料进出口的前密封罩。通过前顶杆31、后顶杆32对铝棒料进行前后端顶压夹持，然后一起送入箱体I内，可以使铝棒料尽可能暴露在喷嘴2的喷射范围内，避免冷却不均匀。
[0024]进一步作为优选的实施方式，所述铝棒料输送机构还包括导轨5，所述机架3与导轨5滑动连接。当前顶杆31、后顶杆32顶压夹持住铝棒料后就锁定位置，由机架3整体沿导轨5滑入箱体I内，避免铝棒料松脱掉落。
[0025]进一步作为优选的实施方式，所述箱体I的后壁设有机架进出口，所述后顶杆32包括可以密封机架进出口 13的后密封罩。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述测温机构包括测温探头6以及探头旋转机构7，所述测温探头6位于铝棒料停放架4上方且通过探头旋转机构7与铝棒料停放架4联接。铝棒料进入梯度冷却机构前先检测温度，计算需要喷淋多少冷却液才能将其降到目标温度。
[0027]进一步作为优选的实施方式，所述测温平台设有9个测温探头6，所述箱体I设有9组喷嘴2。
[0028]进一步作为优选的实施方式，所述箱体I的侧壁还设有观察窗12。
[0029]进一步作为优选的实施方式，所述箱体I的底部设有冷却液排出口。
[0030]以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.预挤压铝棒的精确控温方法，其特征在于:将铝棒料整体升温至高于铝材挤压预热温度的上限，然后对铝棒料局部吸热，使其沿轴向出现梯度温差。
2.根据权利要求1所述的预挤压铝棒的精确控温方法，其特征在于包括以下步骤: 将铝棒料沿轴向依次等距划分成N段区域，为实现预挤压铝棒梯度温差所对应的各区域目标温度为T
(1,2,3,......,N)， 其中T1温度最高，Tn温度最低； 将铝棒料送入加热炉进行加热，使其整体温度较T1高出50°C，然后送出等温加热炉； 检测加热后的铝棒料温度T，计算各区域将温度从T降到T(1,2,3,......,N) 所需的冷却液用量，且根据冷却量来设置每区所需的冷却时间； 将检测后的铝棒料送入梯度降温设备，用N组喷嘴对各段区域喷射冷却液使其降温； 将分段降温的铝棒料送出梯度降温设备，得到预挤压铝棒。
3.预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于包括: 测温机构，用于检测铝棒料的不同区域的温度； 梯度冷却机构，包括箱体，所述箱体内有冷却腔，所述箱体设有铝棒料进出口，所述箱体内设有多组可对铝棒料喷射冷却液的喷嘴，所述喷嘴与外设的冷却液源通过管道连接；铝棒料输送机构，用于将铝棒料送入梯度冷却机构。
4.根据权利要求3所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述铝棒料输送机构包括机架和铝棒料停放架，所述机架上设有前顶杆、后顶杆、驱动前顶杆轴向移动的前液压缸、驱动后顶杆轴向移动的液压马达，所述铝棒料停放架位于箱体前方，所述铝棒料进出口位于箱体的前壁，所述前顶杆包括可以密封铝棒料进出口的前密封罩。
5.根据权利要求4所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述铝棒料输送机构还包括导轨，所述机架与导轨滑动连接。
6.根据权利要求5所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述箱体的后壁设有机架进出口，所述后顶杆包括可以密封机架进出口的后密封罩。
7.根据权利要求4所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述测温机构包括测温探头以及探头旋转机构，所述测温探头位于铝棒料停放架上方且通过探头旋转机构与铝棒料停放架联接。
8.根据权利要求3所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述测温平台设有9个测温探头，所述箱体设有9组喷嘴。
9.根据权利要求3?8任一所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述箱体的侧壁还设有观察窗。
10.根据权利要求3?8任一所述的预挤压铝棒的梯度降温设备，其特征在于:所述箱体的底部设有冷却液排出口。
【文档编号】B21C29/00GK104226714SQ201410449809
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】孟亚平 申请人:考迈托（佛山）挤压科技股份有限公司