半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置，属于金属半固态加工技术领域。包括感应加热电源、感应加热机构、托料运载机构、坯料旋转机构和自动上料机构；感应加热机构包括7个感应加热线圈和驱动装置，感应加热线圈安装在驱动装置上，7个线圈与一个空位沿圆周方向45°均布，线圈之间互相串联与感应加热电源相连；坯料通过自动上料机构放置到托料运载机构，依次完成7个感应加热线圈的加热，坯料旋转机构连接到托料运载机构上，使坯料在加热过程中处于连续旋转状态。该装置能够满足铝合金半固态触变加工中，加热迅速、温度均匀及加热过程完全自动化的要求，同时具有操作安全、运行稳定、易于控制的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置，属于金属半固态加工
。包括感应加热电源、感应加热机构、托料运载机构、坯料旋转机构和自动上料机构；感应加热机构包括7个感应加热线圈和驱动装置，感应加热线圈安装在驱动装置上，7个线圈与一个空位沿圆周方向45°均布，线圈之间互相串联与感应加热电源相连；坯料通过自动上料机构放置到托料运载机构，依次完成7个感应加热线圈的加热，坯料旋转机构连接到托料运载机构上，使坯料在加热过程中处于连续旋转状态。该装置能够满足铝合金半固态触变加工中，加热迅速、温度均匀及加热过程完全自动化的要求，同时具有操作安全、运行稳定、易于控制的优点。【专利说明】半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置
本技术涉及一种半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置，具体为一种合金坯料半固态触变加工用全自动连续式二次加热装置，属于金属半固态加工
。
技术介绍
金属半固态加工技术是介于传统的固态加工技术(如轧制、挤压、锻造等)和液态成形技术(如铸造等)之间的一种新型加工成形方法。其核心的技术特征包括:1)成形温度介于固液相线温度之间；2)晶粒形态不同于一般凝固组织中的树枝状晶粒形态，而是表现为非树枝状的、近球形的晶粒形态。由于具有以上特征，半固态加工技术具有铸造缺陷少、气孔率低、易于加工成形、模具寿命高等优点。这些优点使得半固态加工技术与压铸、挤压铸造、重力铸造等传统加工成形方法相比在成本、性能方面均具有相当的竞争优势。另外，半固态加工技术在以铸代锻、变形合金的直接近净成形、改善难铸造合金的铸造性能等方面也具有广泛的应用前景。触变加工技术是最早获得工业应用的半固态加工技术，该方法可分为半固态坯料制备、二次加热、触变加工三个工艺阶段。通常对半固态合金坯料的二次加热工艺的要求是:①经过二次加热的半固态合金坯料内外、上下温差应尽可能均匀，以避免在后续触变成形过程中由于流动性的差异而导致固液相分离等现象，同时也可避免二次加热后产生“象足”等缺陷，给合金坯料的夹持搬运带来困难；②二次加热过程所用的时间应尽可能短，以最大程度地避免半固态坯料在二次加热过程中产生表面氧化和初生α晶粒过分长大，给半固态触变成形件的最终性能产生不利影响为后续的触变成形提供优异的微观组织基础。基于以上工艺要求，如何设计出一种能够满足上述二次加热工艺要求的装置成为触变加工技术工业应用的重要研究方向。中国专利03115916.8提及了一种铝合金半固态成形技术中的二次加热工艺，该工艺虽可以获得坯料的内外温差较小，温度场均匀的效果，满足升温速度快、控温准确、温度分布均匀、氧化少，易于自动控制的要求。但是该专利只是提供了一种铝合金半固态成形技术的二次加热工艺。中国专利200810115679.3提及了一种半固态金属坯料二次加热用卧式装置，由感应加热电源、感应加热机构和坯料运载机构组成，设有三个热料及置料、出料共五个工位；感应加热机构采用三段独立卧式放置的感应加热线圈，各感应加热线圈间相互电联通，分设在三个热料工位上。但是此种加热装置坯料有端部加热效应，难以达到温度分布一致，加热完半固态状态的坯料夹持转移困难，难以和以后的成形过程实现衔接，人工上料，实现不了整个加热过程的完全自动化，不利于半固态加工技术的推广和大规模应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种全自动连续式二次加热装置，该装置能够保证被加热半固态坯料温度场分布更均匀、控制准确、自动上料及与后续成形自动衔接，实现整个生产过程的自动化。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案:一种半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置，用于合金坯料的半固态加工，该装置包括感应加热电源、感应加热机构、托料运载机构、坯料旋转机构和自动上料机构五部分；所述的感应加热机构包括7个感应加热线圈和驱动装置，感应加热线圈安装在驱动装置上，7个线圈与一个空位沿圆周方向45°均布，线圈之间互相串联与感应加热电源相连，线圈通过驱动装置可进行前、后往复运动；坯料通过自动上料机构放置到托料运载机构，托料运载机构上7个加热工位与7个感应加热线圈位置相对应，坯料完成7个工位的加热过程，坯料旋转机构连接到托料运载机构上，使坯料在加热过程中处于连续旋转状态。该加热装置的感应加热电源可以选择可控硅电源或IGBT (绝缘栅双极型晶体管)电源，电源频率为800?1200Hz。7个线圈均采用不同横截面铜管及匝数绕制，以实现每组线圈不同的加热功率，第一、第二和第三线圈横截面均为15X15mm，匝数均为30匝，第四、第五线圈横截面积均为20X20mm，匝数为25匝，第六、第七线圈横截面积为20X20mm，匝数为20匝。根据所需加热半固态坯料的尺寸决定感应加热线圈的尺寸，感应加热线圈内径为坯料直径的1.5?2倍，感应加热线圈的高度为坯料高度的1.5?4倍。驱动装置为气动、液压或机械装置，即感应加热机构的前、后往复运动可通过气动、液压或机械装置中的任何一种方式实现动作。托料运载机构包括支撑转盘、托料架、旋转定位装置和电动驱动装置等，托料架与旋转定位装置连接，旋转定位装置与支撑转盘连接，支撑转盘与电动驱动装置相连接。旋转定位装置与支撑转盘之间连接可采用不同的机械连接结构来实现，电动驱动装置带动支撑转盘实现旋转运动，当支撑转盘旋转时，托料架始终保持与加热坯料相对位置保持不变。坯料旋转机构由7个步进电机组成，分别对应7个旋转定位装置，当支撑转盘旋转到一个工位后，坯料旋转机构与旋转定位装置相连接，带动坯料连续旋转直到此工位加热完成。自动上料装置包括推料装置、上料导槽和推料导槽等，坯料放置到上料导槽，坯料由于重力自动滚落到推料导槽，推料装置将坯料推到托料架上，实现全自动上料过程。自动上料装置中，推料装置可为气动、液压或机械装置，即自动上料机构可通过气动、液压或机械装置中的任何一种方式实现推料动作。利用本技术的加热装置，坯料通过自动上料机构放置到托料架上，支撑转盘旋转至第一工位，坯料旋转机构与旋转定位装置相连接，带动坯料连续旋转，同时驱动装置将感应加热线圈移动到位，开始加热，加热完成后，驱动装置后退将感应加热线圈移开，坯料旋转机构与旋转定位装置断开连接，支撑转盘再次旋转至第二工位，重复上述步骤，直到完成7个工位、7个线圈的加热，即完成坯料的整个加热过程，托料架自动开启，加热后的坯料自动落到落料导槽中，以进行后续的成形过程。本技术选用感应加热方式，即:采用7个感应加热线圈做加热工位及一个上料落料工位，这种加热方式可使坯料的加热温度更加均匀合理，降低功耗及实现加热过程的完全自动化。本技术的优点是:1、与电阻加热方式比较，本技术具有加热效率高、避免晶粒粗大等特点；与单工位感应加热设备比较，本技术具有效率高且加热温度均匀的特点；2、与半固态金属坯料二次加热用立式装置相比，本技术坯料加热过程中处于旋转状态，避免了由于线圈磁场分布不均匀造成的坯料轴向温度不均匀，使加热完坯料温度场分布更均匀。3、与半固态金属坯料二次加热用卧式装置相比，本技术实现上料、加热、落料全自动化，且与后续成形设备衔接简单，容易实现加热成形过程全自动化，满足大规模生产要求。【专利附图】【附图说明】图1是本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半固态金属坯料全自动连续式二次加热装置，其特征在于：它包括感应加热电源、感应加热机构、托料运载机构、坯料旋转机构和自动上料机构；感应加热机构包括7个感应加热线圈和驱动装置，所述的感应加热线圈安装在驱动装置上，7个线圈与一个空位沿圆周方向45°均布，线圈之间互相串联与感应加热电源相连，线圈通过驱动装置可进行前、后往复运动；坯料通过自动上料机构放置到托料运载机构，托料运载机构上7个加热工位与7个感应加热线圈位置相对应，完成7个工位的加热过程，坯料旋转机构连接到托料运载机构上，使坯料在加热过程中处于连续旋转状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐骏，刘建朝，张志峰，杨玉洁，杨必成，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：实用新型
国别省市：