本发明专利技术涉及一种金属板材加热式辊弯成形方法，属于辊弯成形技术及设备领域，以解决镁合金、铝合金、高强度钢由于加工硬化而难成形的问题。其特征在于，在保护气氛中对金属板材加热，待板材温度达到设定的温度时，板材进行辊弯成形，然后对成形后的板材进行冷却；最后对冷却后的金属板材进行裁剪并装箱。本发明专利技术根据上述方法还提供了一种金属板材加热式辊弯成形装置，包括辊弯成形系统、计算机控制系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩。通过上述装置，可将难成形的金属板材加热后再进行辊弯成形，冷却后再裁剪至合适长度。与传统辊弯成形方法及装置相比，本发明专利技术具有成形道次少、经济效益高、更易对因加工硬化难成形的金属板材进行加工的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属板材加热式辊弯成形方法及其装置，属于辊弯成形技术及设 备领域。
技术介绍
辊弯成形是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带逐渐地进 行横向弯曲，以制成特定断面的型材。与热轧型钢相比，具有能源与材料消耗小、辊弯型材 产品表面质量好、尺寸精度高、相对刚度与强度大的优点，是一种用途非常广泛的经济型断 面型材，在建筑、交通、机械、家电等各行各业有着非常广泛的应用。目前，我国国民经济持续快速发展，辊弯型材市场需求日趋增多，应用范围不断扩 大，市场前景十分广阔。在其应用领域，辊弯型材的优点越来越被用户认识，它属于经济断 面高效型材，与同类热轧型材相比较可节约金属15 30%，而且投资少，生产灵活，能满足 用户的各种要求，在个性化市场发展中更显示出它独特的优越性，广泛采用辊弯型材取代 热轧型材和其他品种，已成为不可阻挡的趋势。然而，目前的辊弯成形产品断面形状日益复 杂，常规辊弯工艺在生产镁合金、铝合金和高强度钢等辊弯型材产品时，遇到了难以克服的 困难。在成形过程中，由于板材的加工硬化，导致其强度、硬度升高，塑性、韧性降低，给板材 继续进行塑性变形带来困难，当达到最大变形程度时，很容易导致型材破裂，使得成形无法 继续进行。与国外相比，目前我国急需开发镁合金、铝合金、高强度和超高强度钢等型材，以 及超厚、超薄、尖直角系列的高难度复杂断面型材产品。其中，镁合金、铝合金、高强度钢等 难成形型材的开发工作尤为紧迫。专利号为ZL 200620083767. 6的中国技术专利说明书中公开了一种多辊冷 弯成形机，包括一个以上的主台架，活动装在每个主台架上的前支架，固定在主台架上的后 支架，装在前支架和后支架上的下轴，分别装在前支架和后支架上的滑座，与下轴平行的装 在滑座上的上轴，分别装在前支架和后支架上端与滑座联结的升降机构，依次排列分别装 在上轴和下轴上的定位套、轧辊、夹紧套，装在前支架支撑轴处的上、下轴上的推力套，分别 拧在前支架端上、下轴上压紧推力套的螺母。该技术能够连续生产，效率高，但道次过 多，且在生产截面复杂的型材时易出现加工硬化，导致型材破裂。与常规辊弯成形工艺相比，金属板材加热式辊弯成形工艺具有明显的优势。经过 加热处理后的金属板材硬度低，延展性能好，易加工，很好的解决了金属板材加工过程中型 材破裂的问题，更易对由于加工硬化而难成形的镁合金、铝合金和高强度钢等板材进行加工。
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述问题，本专利技术旨在提供一种金属板材加热式辊弯成形 方法及其装置，以解决镁合金、铝合金和高强度钢等金属板材由于加工硬化而难成形的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种金属板材加热式辊弯成形方法，其特征在于，在保护气氛中对金属板材加热， 待板材温度达到要求的温度时，对板材进行辊弯成形，然后对辊弯成形后的金属板材进行 冷却；最后对冷却后的金属板材进行裁剪并装箱；对金属板材进行加热过程、辊弯过程、冷 却过程是在保护气氛中进行的。根据上述方法实现的一种金属板材加热式辊弯成形装置，由辊弯成形机、计算机 系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩组成，其特征在于，所述的辊弯成形机依金属板材 的加工顺序，包括开卷装置、校平装置、送料辊、辊子机组、成形机架、飞剪、支撑辊以及收集 箱；所述计算机系统包括CPU、连接线路，CPU通过连接线路与校平装置、送料辊、加热系统、 辊子机组、冷却系统、飞剪、支撑辊连通；所述的加热系统包括加热装置、测温器，加热装置、 测温器与计算机系统相连接，加热装置在所述计算机系统控制下对金属板材加热，测温器 测量经加热装置加热的金属板材的温度，并将测得的温度反馈给计算机系统；所述冷却系 统包括冷却装置，对经辊子机组加工的金属板材进行冷却；所述的气体保护罩与保护气体 进气管、排气管连通，保护气体进气管位于所述的气体保护罩的上部，排气管位于所述的气 体保护罩的下部，所述气体保护罩在金属板材进出口处有砂封装置；加热系统、辊子机组、 冷却系统在所述气体保护罩之内。上述技术方案中，金属板材的加热、辊弯成形、冷却是在所述气体保护罩的保护气 氛中进行的，避免了金属板材在高温状况下的氧化现象，保证了产品的表面质量；热保护气 体通过进气管进入所述气体保护罩，将所述气体保护罩内的冷空气经排气管驱排出。所述气体保护罩内的热保护气体可为热氮气或热氢气。在辊弯成形过程中，事先用热氮气驱排所述气体保护罩中的冷空气，热氮气从所 述气体保护罩顶部的进气管进入，由于热氮气比重较所述气体保护罩中的冷空气小，所述 气体保护罩内氮气为微正压200Pa(20mm水柱)左右，罩内冷空气经砂封及底部排气管被逐 步驱排出去，实现加热、在线辊弯加工及冷却时的在线气体保护。在辊弯成形过程中，加热装置的功率IKW 30KW，达到消除金属板材加工硬化的 温度范围200°C 900°C。所述加热系统对金属板材进行在线加热，若测温器测得的金属 板材温度低于计算机系统设定的温度范围，则所述计算机系统控制所述辊弯成形机停止运 转，待金属板材温度达到设定的温度时，在所述计算机系统控制下运行所述辊弯成形机，板 材在送料辊的带动下，进入所述辊弯成形机辊弯成形。所述加热系统的加热装置可以选用 中/高频感应加热器、电阻式加热器、电加热器的任一种。金属工件经所述辊弯成形机成形完成后，进入所述冷却系统，冷却速度为100°C / min 300°C /min,以提高工件的强韧性。所述冷却系统的冷却装置可以选用水冷装置、层 流冷却装置、高速气体喷射冷却装置、高氢保护气体喷射冷却装置的任一种。钢及其合金在250°C 400°C温度范围回火会发生“不可逆回火脆性”现象，因此 在此温度范围加热时，可选用含杂质元素较少的钢材，以降低低温回火脆性的影响。本专利技术与现有辊弯成形技术相比，具有以下突出优点和效果1、本专利技术可减轻镁合金、铝合金和高强度钢等金属板材的加工硬化现象，提高金 属板材的成形极限，降低材料的变形抗力，增加材料流动的均勻性、韧性和延展性，提高了金属板材的成形性能；2、本专利技术降低了辊弯成形机组的机械负荷，减少了辊弯成形过程中的成形道次， 节省了成形工艺，提高了经济效益；3、本专利技术加热处理后的金属板材硬度低，加工容易，延展性能好，很好的解决了金 属型材加工过程中型材破裂的问题，更易对镁合金、铝合金、高强钢进行加工；4、本专利技术解决了金属板材加热过程中的氧化层问题，保证了成形后产品的表面质量。附图说明图1是本专利技术所提供的一种金属板材加热式辊弯成形装置的结构示意图；图2是采用中频感应加热器的加热系统示意图；图3是采用层流冷却装置的冷却系统示意图；图4A是本专利技术所提供的实施例1、例2中型钢截面图；图4B是本专利技术所提供的实施例1、例2中型钢示意图。图中所示标号为1卷坯、2开卷装置、3校平装置、4送料辊、5砂封装置、6加热装 置、7测温器、8保护气体进气管、9气体保护罩、10辊子机组、11成形机架、12排气管、13冷 却装置、14飞剪、15支撑辊、16收集箱、17变压器、18下导电线、19上导电线、20下电热体、 21金属工件、22上电热体、23导电连接体、24上喷装置、25下喷装置。具体实施例方式下面结合附图详细描述本专利技术所提供的装置的具体结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属板材加热式辊弯成形装置，由辊弯成形机、计算机系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩组成，其特征在于，所述的辊弯成形机依金属板材的加工顺序，包括开卷装置（２）、校平装置（３）、送料辊（４）、辊子机组（１０）、成形机架（１１）、飞剪（１４）、支撑辊（１５）、收集箱（１６）；所述计算机系统包括ＣＰＵ、连接线路，ＣＰＵ通过连接线路与校平装置（３）、送料辊（４）、加热系统、辊子机组（１０）、冷却系统、飞剪（１４）、支撑辊（１５）连通；所述的加热系统包括加热装置（６）、测温器（７），加热装置（６）、测温器（７）分别与计算机系统相连通；所述气体保护罩与保护气体进气管（８）、排气管（１２）连通，保护气体进气管（８）位于所述的气体保护罩的上部，排气管（１２）位于所述的气体保护罩的下部，所述气体保护罩在金属板材进出口处有砂封装置（５）；加热系统、辊子机组（１０）、冷却系统在所述气体保护罩之内。
【技术特征摘要】
一种金属板材加热式辊弯成形装置，由辊弯成形机、计算机系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩组成，其特征在于，所述的辊弯成形机依金属板材的加工顺序，包括开卷装置(2)、校平装置(3)、送料辊(4)、辊子机组(10)、成形机架(11)、飞剪(14)、支撑辊(15)、收集箱(16)；所述计算机系统包括CPU、连接线路，CPU通过连接线路与校平装置(3)、送料辊(4)、加热系统、辊子机组(10)、冷却系统、飞剪(14)、支撑辊(15)连通；所述的加热系统包括加热装置(6)、测温器(7)，加热装置(6)、测温器(7)分别与计算机系统相连通；所述气体保护罩与保护气体进气管(8)、排气管(12)连通，保护气体进气管(8)位于所述的气体保护罩的上部，排气管(12)位于所述的气体保护罩的下部，所述气体保护罩在金属板材进出口处有砂封装置(5)；加热系统、辊子机组(10)、冷却系统在所述气体保护罩之内。2.根据权利要求1所述的金属板材加热式辊弯成形装置，其特征在于，所述加热系统 的加热功率IKW 30KW，加热后金属板材的温度范围200°C 900°C ；所述加热系统的加热 装置可选用中/高频感应加热器、电阻式加热器、电加热器中的任一种。3.根据权利要求1所述的金属板材加热式辊弯成形装置，其特征在于，所述冷却系统 包括冷却装置(13)，冷却速度为100°C /min 300°C /...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩飞，王在林，刘继英，艾正青，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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