可实现型砧锻造时同步加热物料的方法技术

本发明专利技术公开了一种可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，具体包括如下过程：将感应加热线圈镶嵌进型砧内部，在物料锻造过程中使感应加热线圈内部通入交变电流，在物料表面产生环形涡流，通过环形涡流产生的热量对物料进行加热。本发明专利技术将电磁感应技术应用到型砧拔长的过程中，实现了在型砧拔长过程中同步对物料表面加热的目的，从而提高了金属棒料加工的温度均匀性。均匀性。均匀性。

【技术实现步骤摘要】
可实现型砧锻造时同步加热物料的方法


[0001]本专利技术属于金属热加工
，涉及一种可实现型砧锻造时同步加热物料的方法。

技术介绍

[0002]温度是影响金属材料变形行为的重要因子，在高温下金属有更好的塑形变形能力，热加工作为一种经济高效的成型和调控材料组织性能的方式在金属加工领域实现了广泛应用。型砧拔长作为一种金属棒料锻造方法，可有效提高物料的拔长效率和表面质量，常见型砧的型腔有V形、U形等。热加工过程时，物料从出加热炉、转移到工模具上开始锻造、再到整个锻造过程结束，物料表面和空气之间由于温差而持续降温，锻造时间越长、温降越大，相比于表面，棒料心部散热慢、温度高，整个界面呈现不均匀的温度分布，一定程度影响金属变形均匀性。如采用一种不影响锻造过程进行的方法给物料补热，对提高金属棒料变形均匀性大有好处。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，该方法将电磁感应技术应用到型砧拔长的过程中，实现了在型砧拔长过程中同步对物料表面加热的目的，从而提高了金属棒料加工的温度均匀性。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，具体包括如下过程：将感应加热线圈镶嵌进型砧内部，在物料锻造过程中使感应加热线圈内部通入交变电流，在物料表面产生环形涡流，通过环形涡流产生的热量对物料进行加热。
[0005]本专利技术的特点还在于：
[0006]感应加热线圈螺距为30～100mm。
[0007]感应加热线圈包括线圈内嵌部分和线圈外露部分。
[0008]线圈内嵌部分的形状与型砧型腔一致。
[0009]线圈外露部分呈波浪线形式。
[0010]感应加热线圈表面包覆绝缘涂层。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]1.本专利技术感应加热提升锻造过程中物料表面温度，越靠近表面，加热效果越好。
[0013]2.本专利技术型砧结构为V形或近V形，镶嵌环形线圈不破坏或者改变砧子使用效果。
[0014]3.本专利技术将线圈镶嵌于型砧内部，为一体结构，使用时简便高效，不需要单独的感应加热设备。
[0015]4.本专利技术锻造过程中，由于和空气的换热作用，物料温降主要发生在表面，越靠近表面，温降越大，而感应加热时，越靠近表面，加热效果越好。
[0016]5.本专利技术型砧锻造物料横截面为圆形或近圆形，感应加热能对物料表面周向均匀加热。
附图说明
[0017]图1为本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法中采用的型砧感应加热系统的主视图；
[0018]图2为本专利技术一种可实现型砧锻造时同步加热物料的方法中采用的型砧感应加热系统的侧视图；
[0019]图3为本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法实施例中型砧拔长感应加热示意图；
[0020]图4为本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法实施例中物料出炉转移至砧具上时横截面温度分布云图；
[0021]图5为本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法实施例中物料开始感应加热后心部(点A虚线)和表面(点B实线)温度变化曲线。
[0022]图中，1.型砧，2.线圈内嵌部分，3.线圈外露部分，4.金属棒材，5.环形涡流。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0024]本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，型砧拔长砧具所用压机具有双操结构，双操作机同时控制物料的移动和旋转，不需掉头便可实现物料整支拔长；本专利技术采用的型砧感应加热系统如图1所示：包括型砧1、线圈内嵌部分2、线圈外露部分3、金属棒材4、环形涡流5。
[0025]本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，将感应加热线圈镶嵌进型砧1内部，在物料锻造过程中使感应加热线圈内部通入交变电流，利用感应加热原理在物料表面产生感应环形涡流5，通过环形涡流5产生的热量提升物料表面温度，从而避免因为空气与物料间的强烈热交换导致物料表面温降而产生产品质量问题。
[0026]本专利技术可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，具体包括如下过程：
[0027]在型砧1距离表面一定距离处加工弧形感应加热线圈缠绕孔，感应加热线圈螺距为30
‑
100mm，为避免出现匝数不足导致物料达不到加热温度，可加工出尽量多的预留孔，但不影响型砧的结构强度；
[0028]感应加热线圈由两部分组成，镶嵌于型砧1部分与型砧1外露部分，即为线圈内嵌部分2和线圈外露部分3，线圈内嵌部分2呈弧形，与型砧1型腔一致，线圈外露部分3呈波浪线形式，便于型砧1上下开合时感应加热线圈有一定弹性变形量；
[0029]感应加热线圈表面包覆绝缘并具有良好耐磨性涂层，防止电流损失及产生安全事故；
[0030]如图2所示，拔长时沿上下方位分别设置型砧1使物料变形，双操作机控制物料移动，感应加热线圈由控制系统提供交流电，在物料拔长过程中，打开线圈电源，线圈内通入交流电，由于电磁感应原理，感应加热线圈内的金属物料表面处感应产生环形涡流5，环形涡流5产生的电能转化为热能对物料表面加热，通过调节线圈内功率大小和频率，可达到控制物料表面温度的目的，通过测温系统测试物料表面温度，测定温度小于目标温度时调高线圈功率和频率，直至物料表面温度达到目标温度，测定温度大于目标温度时调低线圈功率，直至物料表面温度稳定在目标温度左右，由于物料表面始终存在温度差，允许物料表面
温度在一定范围内波动，目标温度为900
‑
1100℃时，功率为30KW
‑
100KW，频率为5KHZ
‑
500KHZ。
[0031]感应加热是一种利用电磁感应原理提高物料温度的方法，线圈在导入交变电流时会在线圈内部产生感应交变磁场，磁场使线圈内部金属物料产生闭合感应涡流，进而通过涡流产生的电阻热达到加热物料的目的，根据集肤效应，交变磁场在物料内部产生的涡流集中在物料表面，因此只对物料表面加热，越靠近物料表面加热效果越好，利用这种感应加热的效果可有效弱化型砧拔长时物料表面的温降。
[0032]通过上述方法可有效提升锻造过程中物料表面温度，并将表面温度保持在一定范围内，实现型砧拔长过程中提升物料表面温度的目的。
[0033]实施例
[0034]以TC4钛合金型砧拔长感应加热为例开展模拟具体说明，物料锻前保温温度为1020℃：
[0035]1.在V型砧内部缠绕弧形线圈，线圈外漏部分呈波浪线结构，设计总匝数为10，线圈螺距为60mm，线圈位置示意图为图3。
[0036]2.选择一TC4钛合金棒材为试验料，在1020℃炉内充分保温后通过出料机转移至转料台，再通过操作机夹持物料至型砧型槽，此时，物料横截面温度分布如图4所示，由于物料表面与空气的热交换作用，表面温度低于心部温度；
[0037]3.打开电源开关，线圈内通入交变电流，设置功率为50KW，电源频率为5KHZ，此时线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，其特征在于：具体包括如下过程：将感应加热线圈镶嵌进型砧(1)内部，在物料锻造过程中使感应加热线圈内部通入交变电流，在物料表面产生环形涡流(5)，通过环形涡流(5)产生的热量对物料进行加热。2.根据权利要求1所述的可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，其特征在于：所述感应加热线圈螺距为30～100mm。3.根据权利要求1所述的可实现型砧锻造时同步加热物料的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋明龙，巨彪，王晓亮，马凡蛟，贾庆功，彭常户，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：