本发明专利技术涉及金属板带的一种辊心加热式辊弯成形方法，属于辊弯成形技术及设备领域，用于解决镁合金、铝合金和高强度钢等金属板材因加工硬化而难成形的问题。其特征在于，在保护气氛中对工作辊加热，待工作辊加热要求的温度后，热工作辊对金属板材进行辊弯成形，热量从工作辊传递至金属板材，对金属板材进行加热；对辊弯成形后的板材进行冷却，并按照设定的长度进行裁剪。另外本发明专利技术根据上述方法还提供了一种辊心加热式辊弯成形装置，包括辊弯成形机、计算机系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩。与传统辊弯成形装置相比，本发明专利技术具有成形道次少、产品表面质量高、更易对难成形的金属板材进行加工的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属板材的一种辊心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，用于解决镁合金、铝合金和高强度钢等金属板材因加工硬化而难成形的问 题。
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。辊弯型材具有断面合理、强度高、刚度大、重量轻、金 属利用率高等特点，是一种用途非常广泛的经济型断面型材，被广泛应用于汽车、建筑、机 械、航空等行业。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，目前我国急需开发不锈钢、高强度和超高强度低合金材质的辊弯型 钢、铝合金、镁合金，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、铝合金和高强度钢等难成形型材的开发工作尤为紧迫。专利号为ZL 200820123096.0的中国技术专利说明书中公开了一种U型槽钢 冷弯成形设备，包括机座、主传动部、夹送装置、导向装置以及多个辊组，其中每个辊组包括 依次设置的立辊装置和平辊装置，夹送装置、导向装置、辊组依次固定于机座上，并通过主 传动部同步运作。该技术可直接生产出不同长度、宽度的U型槽钢，但弯角半径过大， 难以生产出高精度尖直角的型材产品。与常规辊弯成形工艺相比，辊心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，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，更易做出镁合金、铝合金、高强度钢等传统方法难成形的型材产品。
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金属板材的一种辊心加热式辊 弯成形方法及其装置，以解决镁合金、铝合金、高强度钢等金属板材由于加工硬化而难成形 的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，在保护气氛中对工作辊加热，待工作 辊加热要求的温度后，热工作辊对金属板材进行辊弯加工，热量从工作辊传递至金属板材， 对金属板材进行加热；对辊弯成形后的板材进行冷却，并按照设定的长度进行裁剪装箱； 对金属板材进行加热、辊弯、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辊心加热式辊弯成形装置，包括辊弯成形机、计算机系 统、加热系统、冷却系统、气体保护罩，其特征在于，所述辊弯成形机依金属板材的加工顺 序，包括送料辊、辊子机组、成形机架、切断装置、支撑辊以及成品码垛箱；所述计算机系统 包括CPU和连接线路，CPU通过连接线路与送料辊、加热系统、辊子机组、冷却系统、切断装 置、支撑辊连通；所述加热系统包括交流电源、控温箱、热电偶、金属材料加热器，交流电源 与控温箱连接，热电偶呈环形嵌入工作辊的侧面以测量工作辊表面温度，测得的温度反馈 给控温箱，金属材料加热器一端固定，另一端加热端被悬臂支撑在上、下工作辊辊心内，控 温箱控制金属材料加热器的加热电压；所述冷却系统包括冷却装置，依板材加工顺序位于 辊子机组之后；所述气体保护罩分别与保护气体进气管、排气管相连接，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进行密封；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、辊弯加工、冷却过程是在所述气体保护罩的热 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保护气体可选热氮气或热氢气。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、在线辊弯成形、冷却时的在线气体保护。所述加热系统采用金属材料加热棒对工作辊进行加热，金属材料加热器的加热功 率在IKW到IOKW之间，功率随工作辊尺寸大小而变化，加热后工作辊表面温度在200°C到 900°C之间，热量从工作辊传递至金属板材，使金属板材的温度升高，以消除金属板材的加 工硬化影响。在所述加热系统中，电源与控温箱连接，金属材料加热器一端固定，另一端加热端 被悬臂支撑在上、下工作辊辊心内，工作辊需要加热时，控温箱控制金属板材加热器加热所 需的电压，热电偶位于工作辊的侧面呈环形，热电偶测量工作辊表面温度，测得的温度反馈 给CPU，当工作辊表面温度达到要求温度时，金属板材加热器停止加热，对金属板材进行辊 弯；当工作辊表面温度低于工作辊要求温度范围时，金属材料加热器继续加热，不影响辊弯 工作，从而实现通过闭环温控装置控制安装在轧辊辊心内加热器的加热状态，进而控制轧 辊表面温度的目的。金属板材经所述辊弯成形机加工完成后，进入所述冷却系统，冷却速度为100°C / min 300°C /min，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、油冷装置、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、本专利技术可以减小金属板材的加工硬化，提高金属板材的成形极限，减低材料的 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，辊弯成形过程中的成形道次也可以相 应减少，节省了成形工艺，提高了经济效应；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 属型材加工过程中金属型材破裂的问题，因此更易对镁铝等难成形合金和高强钢进行加 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，保证了加工后产品的表面质量。附图说明图1是本专利技术所提供的一种辊心加热式辊弯成形装置的结构示意图；图2是所述加热系统采用金属材料加热器的示意图；图3A是所述冷却系统采用水冷方式的装置示意图；图3B是所述冷却系统采用水冷方式装置左视图；图4A是本专利技术的实施例1、例2中型材截面图；图4B是本专利技术的实施例1、例2中型材立体示意图。图中所示标号为1金属板带卷坯、2金属板带、3送料辊、4成形机架、5砂封装置、 6保护气体进气管、7辊子机组、8本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种辊心加热式辊弯成形装置，包括辊弯成形机、计算机系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩，其特征在于，所述辊弯成形机依金属板材的加工顺序，包括送料辊、辊子机组、成形机架、切断装置、支撑辊以及成品码垛箱；所述加热系统包括交流电源、控温箱、热电偶和金属材料加热器，交流电源与控温箱连接，热电偶呈环形嵌入工作辊的侧面，热电偶测得的温度反馈给控温箱，金属材料加热器一端固定，另一端加热端被悬臂支撑在上、下工作辊辊心内，控温箱控制金属材料加热器的加热电压；所述气体保护罩分别与保护气体进气管、排气管相连接，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。2.根据权利要求1所述的辊心加热式辊弯成形装置，其特征在于，所述计算机系统包 括CPU和连接线路，CPU通过连接线路与送料辊、辊子机组、加热系统、冷却系统、切断装置、 支撑辊连通。3.根据权利要求1所述的辊心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，位于辊子机组之后；所述冷却系统冷却速度为100°c /min 300°C /min ；冷却装 置可选用水冷装置、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。4.采用如权利要求1所述装置的一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，在所述 气体保护罩的保...
【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
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