一种辊底式铝合金热成型炉的制作方法

本发明涉及一种辊底式铝合金热成型炉。

背景技术

目前市面上的主流汽车一般为钢铁车身，整车质量较重。在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，可以提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6-8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已成为世界汽车发展的潮流。铝合金材料密度低，约为钢铁的1/3，比强度以及比刚度较高，弹性和抗冲击性能好，同时耐腐蚀、耐磨、高导电、易加工成型、高回收再生性等，是非常理想的汽车轻量化材料。

应用于汽车行业的热成型炉基本上都是以钢铁为原料设计的，钢铁的热成型加热方式通常为热辐射，加热时间短，每批炉料4-10min即可完成加热；然而铝和钢铁的热力学性能有很大差异，如果铝合金也采用该方式加热的话至少要30min时间，生产效率低，无法实现批量生产，因此铝合金材料的加热需要设计出全新的热成型炉，以便更加有针对性的对铝合金材料进行热成型处理。

技术实现要素：

本发明所要解决技术问题是克服现有技术的不足提供一种辊底式铝合金热成型炉。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种辊底式铝合金热成型炉，热成型炉用于为即将进行热成型的铝合金板材进行加热，热成型炉包括炉体、位于炉体内用于铝合金板材加热并通过的加热通道、用于对加热通道上的铝合金板材进行加热的加热系统，加热通道位于炉体的下部，炉体内形成有位于加热通道上方的腔室，加热系统包括设于腔室内的用于提供热量的加热器、设于腔室内的用于从加热通道的上方将热量导流至加热通道处的导流机构。

优选地，导流机构包括导流壳体、形成于导流壳体内部的导流通道、连接在导流壳体上且与导流通道连通设置的多个喷气嘴、为炉内气体能够循环流动提供动力的循环风机，喷气嘴的喷出口朝向加热通道设置。

优选地，导流通道包括相互连通的导流区和喷射区，导流区与循环风机对接，加热器设于导流区；喷射区靠近加热通道且喷气嘴与喷射区连通。（循环风机不断将炉内的气体吸收后吹至导流区内，导流区的气体经喷射区后从喷气嘴中喷出至加热通道处。）

优选地，导流区与喷射区沿上下方向分布且导流区的远离循环风机的一侧与喷射区的远离循环风机的一侧连通设置，喷射区的气体流动空间自喷射区的远离循环风机的一侧至喷射区的靠近循环风机的一侧逐步减小设置。

优选地，导流机构具有两组导流通道，两组导流通道在加热通道的延伸方向上分别位于循环风机的两侧。循环风机不断吸取炉内的气体，并且不断的将其吸取的气体吹至两侧的导流通道内，气体在导流通道内加热后导流至喷气嘴处喷出，如此反复循环，使炉内铝合金板材逐步加热。在一个循环风机的两侧均设置导流通道，这样的设计结构提高风机的利用效率，也为加热器设于两侧，从两侧同时加热提供结构基础，使得加热导流更加合理高效。

优选地，加热系统包括两组导流机构，两组导流机构沿加热通道的延伸方向依次分布。

优选地，设炉体沿加热通道延伸方向的长度值为a，炉体的高度值为a的1/4~1/3。

优选地，热成型炉的最大加热宽度为2000mm。

优选地，炉体内设置有带动铝合金板材从加热通道通过的辊轮组件，辊轮组件包括绕自身轴心线转动设置且沿加热通道的延伸方向依次间隔均匀分布的多根辊轮，辊轮的材质为陶瓷。铝合金板材的重量较轻，陶瓷材质的辊轮可以对其进行有效的支撑，且在炉内的高温中，陶瓷材料能够更好的避免辊轮本身因高温受热而产生的变形，从而减少辊轮损坏情况发生，降低维修成本，辊轮两端的轴承设于炉体的外部，因此，轴承不会有因高温而产生的损坏的情况发生，也便于对辊轮的更换和维修，直接在炉体外部就可以对辊轮进行拆卸维修、更换。另外，炉体内设置有辊轮断裂检测机构，当辊轮出现断裂情况，能够及时发现，并进行更换。

优选地，热成型炉加热的铝合金板材的厚度为0.8mm-3mm。

优选地，热成型炉还包括设于导流通道内的快速冷却装置。在遇到紧急情况时，将加热器关闭，将该冷却插头启动并插入导流区，以使炉体内气体做冷却循环，从而避免铝合金板材因长时间高温而造成的材料损坏情况的发生。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的辊底式铝合金热成型炉，通过炉体及加热系统配合的全新结构设计，该成型炉的导热机构，将热风导流后从加热通道的上方喷至铝合金板材的上侧面，炉内铝合金板材的升温速率能够达到5k/s以上，且通过导流机构的均匀散热，使得炉内升温的铝合金板材的温度均匀性能够小于5摄氏度；从而使炉内铝合金板材能够快速且均匀的升温至需要温度（工艺温度范围为450-560摄氏度），满足铝合金板材快速批量化加热需求，满足铝合金板材的快速批量自动化的成型需求；此外，加热通道位于炉体的下部，在将该热成型炉安装在地平面上时，加热通道与地面的距离较近，便于上料下料，因此可以将该热成型炉直接安装在地平面上，而无需挖空地面让位炉体；十分便于安装。

附图说明

附图1为本发明的热成型炉的侧向结构原理图；

其中：10、炉体；11、喷气嘴；12、加热器；13、快速冷却装置；141、扇叶；142、电机；100、铝合金板材；101、辊轮；200、地面；q1、导流区；q2、喷射区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1所示，一种辊底式铝合金热成型炉，该热成型炉的最大加热宽度（即有效加热宽度）为2000mm。该热成型炉是专用于为即将进行热成型的铝合金板材100进行加热，而且其加热的铝合金板材100的厚度为0.8mm-3mm、宽度为700-2000mm、长度为700-3000mm；该热成型炉包括炉体10、位于炉体10内用于铝合金板材100加热并通过的加热通道、用于对加热通道上的铝合金板材100进行加热的加热系统，加热通道位于炉体10的下部，炉体10内形成有位于加热通道上方的腔室，加热系统包括设于腔室内的用于提供热量的加热器12、设于腔室内的用于从加热通道的上方将热量导流至加热通道处的导流机构（本例中加热系统包括两组导流机构，两组导流机构沿加热通道的延伸方向依次分布）。

本例中，设炉体10沿加热通道延伸方向的长度值为a，炉体10的高度值为a的1/4~1/3。即，本发明的热成型炉，其炉体10的高度并不算高，但长度较长；加热通道设于炉体10底部，导流机构仅设于加热通道的上方的腔室，并仅能从加热通道的上方对其上的铝合金板材100进行加热，因此，为利于铝合金板材100快速受热，将炉体10设置较长，并在炉体10的长度方向设置两组导流机构、四组加热器12，使得炉内温度升温较快，满足了铝合金板材100快速升温的要求。另外，加热通道位于炉体10的下部，在将该热成型炉安装在地面200上时，加热通道与地面200的距离较近，便于上料下料，因此可以将该热成型炉直接安装在地面200上，而无需挖空地面200让位炉体10；十分便于安装。

具体地，导流机构包括导流壳体、形成于导流壳体内部的导流通道、连接在导流壳体上且与导流通道连通设置的多个喷气嘴11、为炉内气体能够循环流动提供动力的循环风机（循环风机包括扇叶141和为扇叶141转动提供动力的电机142），喷气嘴11的喷出口朝向加热通道设置（两组导流机构的中的喷气嘴11的喷出口均处于同一平面上）。该导流通道包括相互连通的导流区q1和喷射区q2，导流区q1与循环风机对接，加热器12设于导流区q1；喷射区q2靠近加热通道且喷气嘴11与喷射区q2连通，导流区q1与喷射区q2沿上下方向分布且导流区q1的远离循环风机的一侧与喷射区q2的远离循环风机的一侧连通设置，循环风机不断将炉内的气体吸收后吹至导流区q1内，导流区q1的气体经喷射区q2后从喷气嘴11中喷出至加热通道处；热气从导流区q1进入喷射区q2后在近端的压力够大，但到喷射区q2的远端时，气量逐步减少，为保证热气从远端处的喷气嘴11顺利喷出，需要喷射区q2的远端保持有足够的气压，因此，将喷射区q2的气体流动空间自喷射区q2的远离循环风机的一侧至喷射区q2的靠近循环风机的一侧逐步减小设置。

本例中，导流机构具有两组导流通道，两组导流通道在加热通道的延伸方向上分别位于循环风机的两侧。循环风机不断吸取炉内的气体，并且不断的将其吸取的气体吹至两侧的导流通道内，气体在导流通道内加热后导流至喷气嘴11处喷出，如此反复循环，使炉内铝合金板材100逐步加热。在一个循环风机的两侧均设置导流通道，这样的设计结构提高风机的利用效率，也为加热器12设于两侧，从两侧同时加热提供结构基础，使得加热导流更加合理高效。

此外，炉体10内设置有带动铝合金板材100从加热通道通过的辊轮101组件，辊轮101组件包括绕自身轴心线转动设置且沿加热通道的延伸方向依次间隔均匀分布的多根辊轮101，辊轮101的材质为陶瓷。铝合金板材100的重量较轻，陶瓷材质的辊轮101可以对其进行有效的支撑，且在炉内的高温中，陶瓷材料能够更好的避免辊轮101本身因高温受热而产生的变形，从而减少辊轮101损坏情况发生，降低维修成本，辊轮101两端的轴承设于炉体10的外部，因此，轴承不会有因高温而产生的损坏的情况发生，也便于对辊轮101的更换和维修，直接在炉体10外部就可以对辊轮101进行拆卸维修、更换。另外，炉体10内设置有辊轮101断裂检测机构，当辊轮101出现断裂情况，能够及时发现，并进行更换。

本例中，热成型炉还包括设于导流通道内的快速冷却装置13（快速冷却插头）。在遇到紧急情况时，将加热器12关闭，将该冷却插头启动并插入导流区q1，以使炉体10内气体做冷却循环，从而避免铝合金板材100因长时间高温而造成的材料损坏情况的发生。

该热成型炉加热处理铝合金板材100的情况：加热之前将成卷的铝合金材料，进行切断，形成板材（切成需要的大小），然后通过机械手抓至成型炉入口处的上料装置的辊道上，之后铝合金板材100被上料装置的辊道输送至炉体10内，在一批的次铝合金板材100进入炉体10内时，炉体10入口和出口处的炉门关闭上，加热器12及循环风机启动，铝合金板材100开始受热直至450-560摄氏度，之后炉门开启，加热后的铝合金板材100通过机械手，在10秒内被抓至成型装置（包括压机及其上设置的水冷成型模具）的成型腔中进行成型和淬火，得到优质的产品。

综上，本发明的辊底式铝合金热成型炉，通过炉体及加热系统配合的全新结构设计，该成型炉的导热机构，将热风导流后从加热通道的上方喷至铝合金板材的上侧面，炉内铝合金板材的升温速率能够达到5k/s以上，且通过导流机构的均匀散热，使得炉内升温的铝合金板材的温度均匀性能够小于5摄氏度；从而使炉内铝合金板材能够快速且均匀的升温至需要温度，满足铝合金板材快速批量化加热需求，进而满足了铝合金板材的快速批量自动化的成型需求；此外，加热通道位于炉体的下部，在将该热成型炉安装在地平面上时，加热通道与地面的距离较近，便于上料下料，因此可以将该热成型炉直接安装在地平面上，而无需挖空地面以让位炉体；十分便于热成型炉的安装。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。