【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热加工及精密成型，尤其涉及一种坯料不均热的分段加热方法。
技术介绍
1、大尺寸构件(直径大于100mm，长径比大于5)的局部成形在热加工制造中应用较为广泛，但传统制造方法要么采用整体加热，局部成形，或采用局部均匀加热，但需要扩大坯料的加热范围。这两种方法，严重影响构件的力学性能。由于受到加热的部分坯料会进行塑性变形，内部晶粒破碎再结晶，性能提升，而受到加热又未进行塑性变形的部分，晶粒受热长大，力学性能降低。传统加热炉一般为封闭炉腔，密闭空间有利于加热保温过程的温度均匀性和稳定性，局部加热也多采用感应加热的方式，不能分别调整加热区域的加热温度，尤其是对于大尺寸长轴类构件，局部分段分区域的加热目前未见公开资料报导。
2、因此急需提出一种坯料不均热的分段加热方法，操作方便，仅加热塑性变形部分的坯料，且坯料因变形程度的不同，加热部分的温度也有所不同。
技术实现思路
1、本申请实施例通过提供一种坯料不均热的分段加热方法，解决了现有技术中大尺寸长轴类坯料局部加热效果不好，不能分段分区域加热的问题，实现了操作简便、加工效率高、提高加工产品的尺寸精度的效果。
2、本申请提供一种坯料不均热的分段加热炉，包括对开式加热炉和坯料，所述对开式加热炉包括两个炉门，所述炉门为半圆环形，两个所述炉门之间上下分布，并在相接触的一端边缘铰接组成环状，两个炉门的一端由铰链连接，另一端能够随两个炉门沿铰链的转动而开合，所述炉门轴向的两端为炉口，炉口固定有隔热板和隔热层；两个所述炉门
3、进一步的，每个所述炉门内部均开设有燃气通道，所述燃气通道为与炉门相适配的半环形，燃气通道顶部开设有多个送气孔，所述送气孔与喷嘴一一对应，每个所述炉门一侧均固定有燃气管，所述燃气管一端穿入炉门内与燃气通道内部连通，用于对燃气通道输送燃气。
4、进一步的，所述喷嘴包括点火口、一级筒、二级筒和三级筒，所述一级筒与炉膛侧壁固定连接，所述一级筒为两端开口的圆柱筒形，一级筒内部与送气孔连通；所述一级筒远离送气孔一端的开口边缘固定有一圈环形凸起；所述二级筒为两端开口的圆柱筒形，所述二级筒同轴滑动连接于一级筒内侧壁，所述二级筒底部固定有一圈与一级筒顶部凸起相适配的环形凸起；所述三级筒为圆柱筒形，三级筒同轴滑动连接于二级筒内侧壁，三级筒靠近二级筒一端开口，三级筒远离二级筒一端开设有点火口，所述点火口为贯穿三级筒的通孔，点火口内部嵌设有点火器，所述燃气通道内部的燃气通过送气孔进入喷嘴内部，并通过调节一级筒、二级筒和三级筒三者之间的相对位置来调节点火口与坯料之间的距离，从而能够调节加热温度；所述一级筒与二级筒两者的内侧壁开设有多个一端开口的卡槽，多个所述卡槽沿喷嘴的高度方向均匀排列；所述卡槽内部远离开口一端固定有弹簧，所述弹簧靠近卡槽开口一端固定有定位球，所述定位球为球体，所述弹簧未受外力时定位球的一半凸出于卡槽开口外；所述二级筒与三级筒二者的底部凸起侧壁上开设有与限位球相适配的球槽，所述球槽为半球形，当球槽与限位球处于同一高度时，限位球能够对二级筒或三级筒的位置进行固定。
5、进一步的，所述喷嘴的火焰温度为单独控制。
6、进一步的，所述隔热层由含zr的隔热材料和玄武岩复合制成。
7、进一步的，所述对开式加热炉膛内环向设置有20-60个喷嘴。
8、一种坯料不均热的分段加热方法，具体包括以下步骤：
9、步骤1，下料，将棒料锯切为设计尺寸的预制坯料；
10、步骤2，装料，将步骤1获得的坯料放置到对开式加热炉的炉口；
11、步骤3，定位，将步骤2的预制坯料加工部位放置于对开式加热炉中心；
12、步骤4，合炉，将对开式加热炉合拢，使坯料包裹于炉腔中；
13、步骤5，加热，将对开式加热炉先按设定的温度曲线开始升温，最终升温至目标温度；
14、步骤6，打开炉门，取出坯料，放入卧式挤压机中成形；
15、步骤7，停止加热。
16、进一步的，根据坯料的直径，调整喷嘴与坯料之间的距离，坯料越小，喷嘴与坯料之间的距离越小。
17、进一步的，调整喷嘴与坯料之间的距离时，调整喷嘴的数量为一个或多个。
18、进一步的，在步骤5中坯料放置到对开式加热炉中分段加热，所述三个温度区域为1区、2区和3区，所述炉膛沿周向均分为四个部分，多个喷嘴均布于四个部分内，其中位于上侧的部分为1区，位于下部的区域为3区，炉膛的其余部分为2区，2区的目标温度是始锻温度，1区、2区、3区的目标温度呈梯度变化，各区域加热的温度曲线设定为从室温开始，以20℃±5℃/分钟的升温速度将工件加热至低于始锻温度300℃，保温30分钟，再以30℃±5℃/分钟的升温速度快速将工件加热至各区域的目标温度，保温40分钟。
19、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20、对开式加热炉与常规整体炉不同，为燃气局部加热炉，可使大尺寸长轴类工件加热指定部位，放料方便，不需要整体加热工件，通过对开式加热炉和分区温控系统的使用，实现对坯料的精确局部加热，通过对隔热板和隔热层的设计，进一步提高局部加热的精准性，这种加热方式避免了整体加热带来的能耗高和材料性能下降的问题，提高了加热效率，同时也满足了大尺寸长轴类构件局部成形的需要；
21、炉膛内设有多个喷嘴，能够喷出不同设定温度的火焰，使工件的加热部分有不同的温度梯度，从而使加热过程能够根据不同材料和成型需求调整温度分布，加工时通过设置不同温度区域，使加工过程具有可控性，可操作性强，提高加热效率，通过精确控制加热过程和温度分布，从而使坯料在成形过程中具有指定的塑性和流动性，提高产品的成型质量，减少后续加工和修整，提高加工产品的加工质量和尺寸精度，坯料未变形部位的力学性能和晶粒度相比于传统加热方式有明显提升；
22、采用局部加热方式，相比整体加热，能够显著降低能耗，此外，通过对隔热板和隔热层的设计，减少了热量的散失，进一步提高了能源利用效率；
23、本专利技术方案，能够采用简便的加热工艺准确加热并设置阶梯控温来加热坯料的设定部位，使不参与变形部分的坯料不会受到加热的影响引起晶粒长大降低力学性能，采用该方法制备的构件具有力学性能高，内部组织细，加热设备占地小，能耗低的优点，可操作强，成本低，适用于大规模生产。
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1.一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，包括对开式加热炉(100)和坯料(400)，所述对开式加热炉(100)包括两个炉门，所述炉门为半圆环形，两个所述炉门之间上下分布，并在相接触的一端边缘铰接组成环状，两个炉门的一端由铰链(200)连接，另一端能够随两个炉门沿铰链(200)的转动而开合，所述炉门轴向的两端为炉口，炉口固定有隔热板和隔热层；两个所述炉门的内环侧壁组合为炉膛，所述炉膛内壁一圈同轴均布有多个喷嘴(300)，所述炉膛内部分为三个温度区域；所述坯料(400)为柱状，坯料(400)同轴穿过炉膛，通过炉膛中的喷嘴(300)对坯料(400)的部分进行加热；位于下方的所述炉门底部固定有支撑柱(610)，所述支撑柱(610)底部固定有底座(600)，所述底座(600)放置于底面，用于支撑对开式加热炉(100)。
2.如权利要求1所述的一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，每个所述炉门内部均开设有燃气通道(110)，所述燃气通道(110)为与炉门相适配的半环形，燃气通道(110)顶部开设有多个送气孔(111)，所述送气孔(111)与喷嘴(300)一一对应，每个所述炉
3.如权利要求2所述的一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，所述喷嘴(300)包括点火口(340)、一级筒(310)、二级筒(320)和三级筒(330)，所述一级筒(310)与炉膛侧壁固定连接，所述一级筒(310)为两端开口的圆柱筒形，一级筒(310)内部与送气孔(111)连通；所述一级筒(310)远离送气孔(111)一端的开口边缘固定有一圈环形凸起；所述二级筒(320)为两端开口的圆柱筒形，所述二级筒(320)同轴滑动连接于一级筒(310)内侧壁，所述二级筒(320)底部固定有一圈与一级筒(310)顶部凸起相适配的环形凸起；所述三级筒(330)为圆柱筒形，三级筒(330)同轴滑动连接于二级筒(320)内侧壁，三级筒(330)靠近二级筒(320)一端开口，三级筒(330)远离二级筒(320)一端开设有点火口(340)，所述点火口(340)为贯穿三级筒(330)的通孔，点火口(340)内部嵌设有点火器，所述燃气通道(110)内部的燃气通过送气孔(111)进入喷嘴(300)内部，并通过调节一级筒(310)、二级筒(320)和三级筒(330)三者之间的相对位置来调节点火口(340)与坯料(400)之间的距离，从而能够调节加热温度；所述一级筒(310)与二级筒(320)两者的内侧壁开设有多个一端开口的卡槽(311)，多个所述卡槽(311)沿喷嘴(300)的高度方向均匀排列；所述卡槽(311)内部远离开口一端固定有弹簧(312)，所述弹簧(312)靠近卡槽(311)开口一端固定有定位球，所述定位球为球体，所述弹簧(312)未受外力时定位球的一半凸出于卡槽(311)开口外；所述二级筒(320)与三级筒(330)二者的底部凸起侧壁上开设有与限位球(313)相适配的球槽(312)，所述球槽(312)为半球形，当球槽(312)与限位球(313)处于同一高度时，限位球(313)能够对二级筒(320)或三级筒(330)的位置进行固定。
4.如权利要求1所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，所述喷嘴(300)的火焰温度为单独控制。
5.如权利要求1所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，所述隔热层由含Zr的隔热材料和玄武岩复合制成。
6.如权利要求1所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，所述对开式加热炉(100)膛内环向设置有20-60个喷嘴(300)。
7.一种坯料不均热的分段加热方法，配套如权利要求6所述的一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，具体包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，根据坯料(400)的直径，调整喷嘴(300)与坯料(400)之间的距离，坯料(400)直径越小，喷嘴(300)与坯料(400)之间的距离越小。
9.如权利要求8所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，调整喷嘴(300)与坯料(400)之间的距离时，调整喷嘴(300)的数量为一个或多个。
10.如权利要求9所述的一种坯料不均热的分段加热方法，其特征在于，在步骤5中坯料(400)放置到对开式加热炉(100)中分段加热，所述三个温度区域为1区、2区和3区，所述炉膛沿周向均分为四个部分，多个喷嘴(300)均布于四个部分内，其中位于上侧的部分为1区，位于下部的区域为3区，炉膛的其余部分为2区...
【技术特征摘要】
1.一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，包括对开式加热炉(100)和坯料(400)，所述对开式加热炉(100)包括两个炉门，所述炉门为半圆环形，两个所述炉门之间上下分布，并在相接触的一端边缘铰接组成环状，两个炉门的一端由铰链(200)连接，另一端能够随两个炉门沿铰链(200)的转动而开合，所述炉门轴向的两端为炉口，炉口固定有隔热板和隔热层；两个所述炉门的内环侧壁组合为炉膛，所述炉膛内壁一圈同轴均布有多个喷嘴(300)，所述炉膛内部分为三个温度区域；所述坯料(400)为柱状，坯料(400)同轴穿过炉膛，通过炉膛中的喷嘴(300)对坯料(400)的部分进行加热；位于下方的所述炉门底部固定有支撑柱(610)，所述支撑柱(610)底部固定有底座(600)，所述底座(600)放置于底面，用于支撑对开式加热炉(100)。
2.如权利要求1所述的一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，每个所述炉门内部均开设有燃气通道(110)，所述燃气通道(110)为与炉门相适配的半环形，燃气通道(110)顶部开设有多个送气孔(111)，所述送气孔(111)与喷嘴(300)一一对应，每个所述炉门一侧均固定有燃气管(500)，所述燃气管(500)一端穿入炉门内与燃气通道(110)内部连通，用于对燃气通道(110)输送燃气。
3.如权利要求2所述的一种坯料不均热的分段加热炉，其特征在于，所述喷嘴(300)包括点火口(340)、一级筒(310)、二级筒(320)和三级筒(330)，所述一级筒(310)与炉膛侧壁固定连接，所述一级筒(310)为两端开口的圆柱筒形，一级筒(310)内部与送气孔(111)连通；所述一级筒(310)远离送气孔(111)一端的开口边缘固定有一圈环形凸起；所述二级筒(320)为两端开口的圆柱筒形，所述二级筒(320)同轴滑动连接于一级筒(310)内侧壁，所述二级筒(320)底部固定有一圈与一级筒(310)顶部凸起相适配的环形凸起；所述三级筒(330)为圆柱筒形，三级筒(330)同轴滑动连接于二级筒(320)内侧壁，三级筒(330)靠近二级筒(320)一端开口，三级筒(330)远离二级筒(320)一端开设有点火口(340)，所述点火口(340)为贯穿三级筒(330)的通孔，点火口(340)内部嵌设有点火器，所述燃气通道(110)内部的燃气通过送气孔(111)进入喷嘴(300)内部，并通过调节一级筒(310)、二级筒(320)和三级筒(330)三者之间的相对位置来调节点火口(340...
【专利技术属性】
技术研发人员：康凤，陈强，周建荣，张杰，刘磊，林军，张菲玥，王艳彬，柴舒心，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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