金属管材的快速均匀加热方法技术

金属管材的快速均匀加热方法，它涉及一种金属管材的加热方法，具体涉及一种金属管材的快速均匀加热方法，以解决现有金属管材感应加热方式存在金属管材周向温度和轴向温度分布不均匀，以及影响金属管材成形的问题，加热方法的具体步骤为：步骤一、将待加热的金属管材放置到感应加热线圈中；步骤二、感应加热线圈通电，金属管材开始加热；步骤三、金属管材加热中，金属管材和感应加热线圈作相对运动；步骤四、待金属管材的受热温度达到300℃~1100℃后，停止加热，并将金属管材从感应加热线圈中移出。本发明专利技术用于金属管材的加热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种金属管材的加热方法，具体涉及ー种
技术介绍
利用金属管材成形管状零件时，管材常发生弯曲、压扁和胀形等不同类型的变形。对于形状复杂、变形量大的零件，为了得到最終零件，要求管材具有较高的成形性能。金属管材的成形性能一方面由自身的材料种类、组织状态等决定，另一方面主要受到成形エ艺及エ艺參数(如成形温度、成形速度等)的影响，提高成形温度，可明显地改善金属管材的成形性能。因此，在加热状态下成形已成为金属管材特别是铝合金、镁合金等室温下塑性较低材料的理想成形方法。目前，主要有两种实现金属管材热态成形的方式，一种是将管坯加热到需要的温度后，快速转移到成形模具上进行成形。另ー种，是利用热态的模具直接对管材进行加热，待管材达到需要温度后再进行成形。采用后ー种方式时，模具对管材的加热速度难以控制，而且相对较慢，因此不适合大批量生产的场合。为了提高金属管材的成形速度，エ业上常采用将管材预先加热到需要的温度，然后再转移到模具上成形的方式，实现管材的快速加热以及快速转移。感应加热，可以实现对金属管材的快速加热，但是现有的感应加热通常采用螺旋状的感应加热线圈，相邻线圈之间有一定的距离，感应线圈和管坯通常水平放置，管材加热时感应线圈和管材均不发生运动，线圈覆盖和未覆盖位置处的管坯的加热速度差别很大，导致管材轴向的温度分布不均匀；同时，管坯外壁与线圈内侧之间的距离的不同，也直接影响管材的加热速率，金属管材周向的温度分布也不均匀。金属管材的受热温度不均匀性，对后续的成形过程将产生直接的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有金属管材感应加热方式存在金属管材周向温度和轴向温度分布不均匀，以及影响金属管材成形的问题，进而提出ー种。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是本专利技术的的具体步骤为步骤一、将待加热的金属管材放置到感应加热线圈中；步骤ニ、感应加热线圈通电，金属管材开始加热；步骤三、金属管材加热中，金属管材和感应加热线圈作相对运动；步骤四、待金属管材的受热温度达到300°C 1100°C后，停止加热，并将金属管材从感应加热线圈中移出。本专利技术的有益效果是本专利技术采用金属管材和感应加热线圈作相对运动的方式加热金属管材，借助感应加热方式，实现了既快速又均匀地加热，提高了金属管材的加热速度及周向温度和/或轴向温度的均匀分布，有利于后续工序中金属管材的成形，金属管材成形性能好，在轴向、周向温度差不超过1(T30°C的条件下，升温速度可达5(T200°C /秒。(I)本专利技术可以采用金属管材作周向旋转运动的方式，可使周向某一位置的金属管材获得同等的加热条件，使金属管材的周向受热温度均匀，有效地避免了通过反复调整金属管材与感应加热线圈中的线圈内侧的距离来提高金属管材周向温度的均匀性；(2)本专利技术可以通过轴向往复移动金属管材或感应加热线圈，可使管材轴向不同位置获得同等的加热条件，使金属管材的轴向温度均匀，而不必通过增加线圈的密度来提高金属管材轴向温度均匀性，避免了感应加热设备的功率的增加；(3)本专利技术可以采用金属管材作周向旋转和轴向移动的方式，可以使金属管材上各部位的加热条件基本相等，借助感应加热方式，可以实现既快 速又均匀地加热，提高了金属管材的加热速度和温度的均匀分布，有利于后续工序的管材的成形。附图说明图I是本专利技术的具体实施方式二中金属管材加热时金属管材运动状态图(箭头的方向为金属管材的轴向和周向运动方向)，图2是本专利技术的具体实施方式四中金属管材加热时金属管材和感应加热线圈运动状态图(箭头的方向为金属管材的周向运动方向和感应加热线圈的轴向运动方向)，图3是本专利技术的具体实施方式六中金属管材加热时金属管材运动状态图(箭头的方向为金属管材的周向运动方向)，图4是本专利技术的具体实施方式七中金属管材加热时金属管材运动状态和感应加热线圈绕制图(箭头的方向为金属管材的周向运动方向)，图5是本专利技术的具体实施方式九中金属管材加热时感应加热线圈的运动状态、金属管材和感应加热线圈位置关系图(箭头的方向为感应加热线圈的轴向运动方向)，图6是本专利技术的具体实施方式十中金属管材加热时感应加热线圈运动状态、金属管材和感应加热线圈位置关系图(箭头的方向为感应加热线圈的轴向运动方向)。具体实施例方式具体实施方式一结合图I说明本实施方式，本实施方式的具体步骤为步骤一、将待加热的金属管材2放置到感应加热线圈I中；步骤二、感应加热线圈I通电，金属管材2开始加热；步骤三、金属管材2加热中，金属管材2和感应加热线圈I作相对运动；步骤四、待金属管材2的受热温度达到300°C 1100°C后，停止加热，并将金属管材2从感应加热线圈I中移出。本实施方式中金属管材2和感应加热线圈I作相对运动，是指金属管材2作相对运动(周向转动和轴向移动)，感应加热线圈I保持静止；或金属管材2作周向旋转运动，感应加热线圈I作轴向运动；或金属管材2作周向旋转运动，感应加热线圈I保持静止；或感应加热线圈I作轴向运动，金属管材2保持静止。具体实施方式二 结合图I说明本实施方式，本实施方式的步骤三中金属管材2作周向旋转运动和轴向往复直线运动，金属管材2的旋转速度为5转/分 30转/分，轴向移动速度为5mm/s 20mm/s,移动距离为5mnTl00mm。如此设置,本实施方式米用周向旋转和轴向移动的方式，可以使金属管材上各部位的加热条件基本相等，周向旋转运动可使周向某一位置的金属管材获得同等的加热条件，使金属管材的周向受热温度均匀，有效地避免了通过反复调整金属管材与感应加热线圈中的线圈内侧的距离来提高金属管材周向温度的均匀分布；通过轴向往复移动金属管材可使管材轴向不同位置获得同等的加热条件，使金属管材的轴向温度均匀，而不必通过增加线圈的密度来提高金属管材轴向温度的均分分布，避免了感应加热设备的功率的增加，借助感应加热方式，可以实现既快速又均匀地加热，提高了金属管材的加热速度和温度的均匀分布，有利于后续工序的管材的成形。满足设计要求和金属管材的成形需要。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图I说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二的不同点是步骤三中的金属管材2的旋转速度为18转/分，轴向移动速度为lOmm/s。如此设 置，满足设计要求和金属管材的成形需要。其它与具体实施方式二相同。具体实施方式四结合图2说明本实施方式，本实施方式的步骤三中金属管材2作周向旋转运动，感应加热线圈I沿金属管材2的轴向作往复直线运动，金属管材2的旋转速度为5转/分 30转/分,感应加热线圈I的轴向移动速度为5mm/s 20mm/s,移动距离为5mnTl00mm。如此设置，本实施方式采用周向旋转金属管材和感应加热线圈轴向作往复直线运动的方式加热金属管材，可以使金属管材上各部位的加热条件基本相等，借助感应加热方式，可以实现既快速又均匀地加热，提高了金属管材的加热速度和温度的均匀分布，有利于后续工序的管材的成形。满足设计要求和金属管材的成形需要。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的步骤三中金属管材2作周向旋转运动，金属管材的旋转速度为5转/分 30转/分，感应加热线圈I相对于金属管材2的轴向位置不变。如此设置，本实施方式采用金属管材作周向旋转运动的方式，可使周向某一位置的金属管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金属管材的快速均匀加热方法，其特征在于金属管材的快速均匀加热方法的具体步骤为 步骤一、将待加热的金属管材(2)放置到感应加热线圈(I)中； 步骤二、感应加热线圈(I)通电，金属管材(2)开始加热； 步骤三、金属管材(2)加热中，金属管材(2)和感应加热线圈(I)作相对运动； 步骤四、待金属管材(2)的受热温度达到300°C 1100°C后，停止加热，并将金属管材(2)从感应加热线圈(I)中移出。2.根据权利要求I所述的金属管材的快速均匀加热方法，其特征在于步骤三中金属管材(2)作周向旋转运动和轴向往复直线运动，金属管材(2)的旋转速度为5转/分 30转/分，轴向移动速度为5mm/s 20mm/s,移动距离为5mnTl00mm。3.根据权利要求2所述的金属管材的快速均匀加热方法，其特征在于步骤三中的金属管材(2)的旋转速度为18转/分，轴向移动速度为lOmm/s。4.根据权利要求I所述的金属管材的快速均匀加热方法，其特征在于步骤三中金属管材(2)作周向旋转运动，感应加热线圈(I)沿金属管材(2)的轴向作往复直线运动，金属管材(2)的旋转速度为5转/分 30转/分，感应加热线圈(I)的轴向移动速度为5mm/s 2...

【专利技术属性】
技术研发人员：何祝斌，苑世剑，王佳，张静，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：