CN102319761A - 一种挤压针的加热方法及加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种挤压针的加热方法及加热装置，用于缩短加热时间，提高加热效率。本发明实施例方法包括：先将材料为轻金属合金的空心铸锭加热到预设温度，然后将加热到预设温度的空心铸锭放进带有加热器的挤压筒中，再将挤压针伸入挤压筒中并完全穿过挤压筒中的空心铸锭，然后对挤压筒中的空心铸锭进行墩粗，使得空心铸锭包覆挤压针，将热量以热传导的形式传递给挤压针，最后静置预置时间让挤压针达到生产条件的温度，大大的缩短了挤压针的加热时间，提高了加热效率。

Description

一种挤压针的加热方法及加热装置

技术领域

本发明涉及加工领域，尤其涉及一种挤压针的加热方法及加热装置。

背景技术

目前，金属管材的品种及规格近万种，大部分是用挤压方法生产的。所谓挤压，就是对放在容器内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。在一般的挤压方法中，首先将挤压针伸入挤压筒中，在外力作用下，迫使金属锭坯通过模孔与挤压针的针尖所形成的环形间隙流出，得到与环形间隙形状和尺寸相同的挤压金属管材。而要对金属锭坯进行挤压，首先需要加热挤压针，将挤压针加热到具备生产条件的温度，再对金属锭坯施加外力，使得金属锭坯挤压成所需要的金属管材。

目前，一般的挤压针加热方法为：将挤压针伸入带有加热器的挤压筒，在挤压针与带有加热器的挤压筒之间装入一个金属空心铸锭，高温的挤压筒通过热辐射对空心铸锭进行加热，该空心铸锭对挤压针通过热辐射进行加热，静置一段时间后，挤压针便可达到生产条件的温度。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，空心铸锭与挤压筒和挤压针之间存在间隙，挤压筒对空心铸锭，以及空心铸锭对挤压针的加热方法都是通过热辐射进行加热。例如对直径达200毫米以上的大规格挤压针，即使挤压针经过预热后，要将挤压针加热到具备生产条件的温度，一般也需16个小时以上。这种通过热辐射对挤压针进行加热的方法，热传导效率极低，存在加热不均匀，加热时间长等问题，而且，若挤压针在加热过程中存在操作不当，还会造成严重的工模具质量事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种挤压针的加热方法及加热装置。

一种挤压针的加热方法，包括：

将空心铸锭加热到预设温度，空心铸锭为轻金属合金铸锭；

将加热到预设温度的空心铸锭放进挤压筒，挤压筒带有加热器；

将挤压针伸入挤压筒，使得挤压针完全穿过挤压筒内的空心铸锭；

对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，使得空心铸锭包覆挤压针；

静置预置时间。

一种挤压针的加热装置，包括：挤压筒、挤压垫、挤压轴和空心铸锭；

挤压筒，用于放置空心铸锭，还用于加热空心铸锭；

挤压垫，用于对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

挤压轴，用于对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

空心铸锭，用于接收挤压筒的热量，还用于包覆挤压针，将热量以热传导的形式传递给挤压针。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明采用先将材料为轻金属合金的空心铸锭加热到预设温度，然后将加热到预设温度的空心铸锭放进带有加热器的挤压筒内，再将挤压针伸入挤压筒并完全穿过挤压筒内的空心铸锭，然后对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，使得空心铸锭包覆挤压针，最后静置预置时间让挤压针达到生产条件的温度。由于采用了材料为轻金属合金的空心铸锭，并将空心铸锭预先加热到预设温度再放进挤压筒，再进行墩粗，可以使空心铸锭完全包覆挤压针，将热量以热传导的形式传递给挤压针，大大的缩短了挤压针的加热时间，提高了加热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中挤压针的加热方法的一个基本流程图；

图2是本发明实施例中挤压针的加热方法的另一个基本流程图；

图3是本发明实施例中挤压针的加热装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种挤压针的加热方法，先将材料为轻金属合金的空心铸锭加热到预设温度，然后将加热到预设温度的空心铸锭放进带有加热器的挤压筒，再将挤压针伸入挤压筒并完全穿过所挤压筒内的空心铸锭，然后对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，使得空心铸锭包覆挤压针，最后静置预置时间让挤压针达到生产温度。本发明实施例还提供相应的加热装置。以下分别详细说明。

实施例一：

本发明实施例的挤压针加热方法的一个基本流程图可参考图1，主要包括步骤：

101、加热空心铸锭；

其中，铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。铸锭凝固之后，这些铸锭被进一步机械加工成多种新的形状，可以获得优良的金属组织和机械性能。

可选的，本实施例中的空心铸锭可以选择材料为轻金属合金的空心铸锭，优选的，可以选择低合金化的轻金属合金铸锭。其中，铝、镁、钛等金属通常被称为轻金属，因此可以选择低合金化的铝合金铸锭、镁合金铸锭或者钛合金铸锭，此处不做限定。

具体实施时，可以采用如下方法来加热空心铸锭：将空心铸锭放至高温加热炉加热至预设温度，其加热的温度可以由挤压针的规格以及挤压针需要的工作温度来决定，也就是说空心铸锭的预设温度依赖于挤压针的工作温度。例如，空心铸锭的预设温度可以高出挤压针的工作温度50～100℃。

其中，为使挤压针更快达到具备生产条件的温度，可以在加热空心铸锭前，先将挤压针放在加热炉内预热，也可以在加热空心铸锭的同时预热挤压针，什么时候对挤压针预热不做限定，只要是能让挤压针在深入挤压筒之前达到一定的温度

需说明的是，挤压针的工作温度即是挤压针满足生产条件的温度，为了描述方便，以下均以工作温度来表示挤压针满足生产条件的温度。

102、将加热后的空心铸锭放入挤压筒；其中，该挤压筒是带有加热器的挤压筒，可以对放入挤压筒内的物体进行加热。具体可以如下：

将加热到预设温度的空心铸锭放进挤压筒，当空心铸锭的温度低于挤压筒的温度时，高温的挤压筒会对空心铸锭进行加热。

此外，在挤压筒内放入空心铸锭后，为了方便后续对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，此时还可以将挤压垫和挤压轴装入挤压筒中。

需说明的是，空心铸锭放进挤压筒时，空心铸锭与挤压筒之间留有间隙。

103、将挤压针伸入挤压筒；

例如，将挤压针伸入挤压筒，挤压针应尽量往里伸，依次穿过挤压轴和挤压垫，直到挤压针的针尖完全穿过放置在挤压筒内的空心铸锭，此时达到限程位置。需说明的是，空心铸锭位于挤压针与挤压筒之间，空心铸锭与挤压针虽然接触但两者之间也会留有间隙。

104、对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

所谓墩粗，指的是可以使工件的毛坯高度减小、横断面积增大的一种金属变形工艺。对放置在挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，具体可以是推动装入挤压筒中的挤压轴，让挤压轴推动装在挤压筒内的挤压垫，使得挤压垫和挤压轴同时挤压空心铸锭。由于空心铸锭的材料为轻金属合金材料，会发生塑性变形，空心铸锭发生塑性变形后可以填补空心铸锭与挤压针之间的间隙，使得空心铸锭完全包覆挤压针，还可以使得空心铸锭充满挤压筒，填补空心铸锭与挤压筒之间的间隙。

105、静置预置时间。

墩粗工序后，需要对放入挤压筒内的挤压针静置一段时间，让挤压针达到具备生产条件的温度。静置的时间由挤压针的规格决定，经过大量的实验以及实践可知，不同规格的挤压针分别需要保持2～5小时。

在静置的这段时间里，挤压筒内各部件的温度都在发生变化。在挤压针放入挤压筒内时，空心铸锭由于受到挤压而发生塑性变形，所以会包覆在挤压针的四周，而此时挤压针的温度低于空心铸锭的温度，所以根据热传导原理，空心铸锭上的热量将会传到挤压针上，即此时空心铸锭可以通过热传导对挤压针进行加热。由于热量的转移，空心铸锭的温度将逐渐降低，挤压针的温度将逐渐升高，当空心铸锭的温度低于挤压筒的温度时，挤压筒将对空心铸锭进行加热，使得空心铸锭的温度又开始升高，继续通过热传导对挤压针进行加热，由此反复循环，直到将挤压针加热到满足生产条件的温度。

本发明采用先将材料为轻金属合金的空心铸锭加热到预设温度，然后将加热到预设温度的空心铸锭放进带有加热器的挤压筒，再将挤压针伸入挤压筒并完全穿过挤压筒内的空心铸锭，然后对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，使得空心铸锭包覆挤压针，最后静置预置时间让挤压针达到生产条件的温度。由于采用了材料为轻金属合金的空心铸锭，并将空心铸锭预先加热到预设温度再放进挤压筒中，再进行墩粗，可以使空心铸锭完全包覆挤压针，将热量以热传导的形式传递给挤压针，大大的缩短了挤压针的加热时间，提高了加热效率。

实施例二：

具体的，本发明实施例的挤压针加热方法的另一基本流程图可参考图2，主要包括步骤：

201、预热挤压针；

挤压针在安装到挤压筒之前可以先在加热炉内进行预热，预热可以缩短挤压针达到具备生产条件的温度的时间，还可以防止在墩粗过程中因挤压针温度过低对挤压针带来的损坏。

其中，挤压针的预热温度通常会低于挤压针的工作温度，并且，挤压针在装上设备过程中时间较长且曝露于空气中，所以在安装好挤压针后，挤压针的实际温度会远远的低于工作温度，因此，需要在挤压筒内对挤压针进行进一步加热，使其达到工作温度。

需说明的是，在安装挤压针之前不对挤压针进行预热也不影响本发明的实施效果，相应地，需适当延长静置时间即可。其中，延长的时间由挤压针的规格来决定。

202、加热空心铸锭；

可选的，本实施例中的空心铸锭可以选择材料为轻金属合金的空心铸锭。可以选择低合金化的铝合金铸锭、镁合金铸锭或者钛合金铸锭，此处不做限定。其中，铝合金具有导热性好、易于成形、价格低廉等优点，可以选用低合金化的铝合金铸锭，具体的，可以选用1060号铝合金铸锭或者6063号铝合金铸锭，此处不做限定。

将空心铸锭放至高温加热炉加热至预设温度，其加热的温度可以由挤压针的规格以及挤压针需要的工作温度来决定，也就是说空心铸锭的预设温度依赖于挤压针的工作需要。例如，空心铸锭的预设温度可以高出挤压针的工作温度50～100℃。例如，如果挤压针的工作温度为450℃，则空心铸锭需加热到至少500℃，至多550℃，才可以放进挤压筒里。

203、将加热后的空心铸锭放入挤压筒；

其中，该挤压筒是带有加热器的挤压筒，可以对放入挤压筒内的物体进行加热。若将加热到预设温度的空心铸锭放进挤压筒中，当空心铸锭的温度低于挤压筒的温度时，高温的挤压筒会对空心铸锭进行加热。

需说明的是，空心铸锭放进挤压筒时，空心铸锭与挤压筒之间留有间隙。

需说明的是，对空心铸锭预先加热到预设温度，缩短了生产过程中加热空心铸锭的进程，从而缩短了挤压针的加热进程。

204、装入挤压垫和挤压轴；

将空心铸锭放入挤压筒后，可以依次将挤压垫和挤压轴装入挤压筒，方便后续对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，例如，可以如下：

先装入挤压垫，使得挤压垫装入后紧挨着空心铸锭；然后，将挤压轴装入挤压筒，其中，挤压轴也可以紧挨着挤压垫装入。

此时，挤压筒内就依次装有空心铸锭、挤压垫和挤压轴。

205、将挤压针伸入挤压筒；

将挤压针伸入挤压筒，挤压针应尽量往里伸，依次穿过装入挤压筒中的挤压轴和挤压垫，直到挤压针的针尖完全穿过放置在挤压筒中的空心铸锭，此时达到限程位置。

其中，空心铸锭位于挤压针与挤压筒之间，空心铸锭与挤压针会留有间隙。

206、对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

所谓墩粗，指的是可以使工件的毛坯高度减小、横断面积增大的一种金属变形工艺。对放置在挤压筒中的空心铸锭进行墩粗，具体可以通过对装入挤压筒中的挤压轴和挤压垫施加一个外力来实现，比如，可以推动装入挤压筒中的挤压轴，让挤压轴推动装在挤压筒内的挤压垫，使得挤压垫和挤压轴同时挤压空心铸锭。由于空心铸锭的材料为轻金属合金材料，会发生塑性变形，空心铸锭发生塑性变形后可以填补空心铸锭与挤压针之间的间隙，使得空心铸锭完全包覆挤压针，还可以使得空心铸锭充满挤压筒，填补空心铸锭与挤压筒之间的间隙。

需要说明的是，由于空心铸锭选用了材料为低合金化的轻金属合金的铸锭，使得空心铸锭产生塑性变形时，空心铸锭对挤压针产生尽量小的磨擦力，对挤压针进行加热的同时可以更好的保护挤压针。

207、卸去外力；

为了对放置在挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，可以对转入挤压筒中的挤压垫和挤压轴施加一个外力，推动挤压轴和挤压垫，使得挤压垫和挤压轴挤压空心铸锭，并让空心铸锭发生塑性变形，包覆挤压针。当空心铸锭完全包覆挤压针后，就可以卸去推动挤压轴和挤压垫的外力，保持各部件相对位置不变。

208、静置预置时间。

墩粗工序后，需要对放入挤压筒中的挤压针静置一段时间，让挤压针达到具备生产条件的温度。静置的时间由挤压针的规格决定，经过大量的实验以及实践可知，经过预热的不同规格的挤压针分别需要保持2～5小时即可达到工作所需温度。

例如，经过预热后，直径为200毫米的挤压针保持2小时可以达到工作所需温度，直径为360毫米的挤压针保持5小时可以达到工作所需温度。

在静置的这段时间里，挤压筒内各部件的温度都在发生变化。空心铸锭在墩粗时由于受到挤压而发生塑性变形，所以会包覆在挤压针的四周，而此时挤压针的温度低于空心铸锭的温度，所以根据热传导原理，空心铸锭上的热量将会传到挤压针上，即此时空心铸锭可以通过热传导对挤压针进行加热。由于热量的转移，空心铸锭的温度将逐渐降低，挤压针的温度将逐渐升高，当空心铸锭的温度低于挤压筒的温度时，挤压筒将对空心铸锭进行加热，使得空心铸锭的温度开始升高，继续通过热传导对挤压针进行加热，由此反复循环，直到将挤压针加热到满足生产条件的温度。

本发明采用了材料为低合金化的轻金属合金的空心铸锭，并将空心铸锭预先加热到预设温度再放进挤压筒，再对挤压轴和挤压垫施加一个外力，促使空心铸锭发生墩粗，空心铸锭发生塑性变形后完全包覆经过预热后的挤压针，将热量以热传导的形式传递给挤压针，提高了挤压针的加热效率。对于直径达200毫米以上的大规格挤压针，在挤压筒内加热仅需2～5小时即可用于挤压生产，大大的缩短了挤压针的加热时间。

实施例三：

下面对用于执行上述挤压针加热方法的本发明实施例的挤压针的加热装置进行详细说明，其结构示意图可参考图3，该挤压针的加热装置包括：挤压筒1、挤压垫2、挤压轴3和空心铸锭4。

挤压筒1，用于放置空心铸锭4，还用于对空心铸锭4进行加热；

挤压垫2，用于接受挤压轴3的挤压，以便对挤压筒1内的空心铸锭4进行墩粗；

挤压轴3，用于接受外力的作用，对挤压垫2进行挤压，以便对挤压筒1内的空心铸锭4进行墩粗；

空心铸锭4，用于加热挤压针5，还用于包覆挤压针5，将挤压筒1的热量以热传导的形式传递给挤压针5。

其中，具体的，以上各部件的位置具体如图3所示。挤压筒1是带有加热器的挤压筒，用于放置空心铸锭4，由于带有加热器，挤压筒1还可以对空心铸锭4进行加热。空心铸锭4放入挤压筒1，还装入挤压垫2和挤压轴3，那么此时挤压筒内依次有挤压轴3、挤压垫2和空心铸锭4。此时，挤压针5依次穿过挤压轴3、挤压垫2和空心铸锭4，最后达到限程位置，即挤压针5的针尖穿过空心铸锭4的位置为限程位置。待挤压针5达到限程位置，对挤压轴3施加一个外力，推动挤压轴3，使得挤压轴3挤压挤压垫2，与此同时，挤压垫2挤压空心铸锭4，空心铸锭4由于在放入挤压筒1前已经加热到一定的温度，并且采用了轻金属合金铸锭，故空心铸锭4会产生塑性变形，填充空心铸锭4与挤压筒1的间隙，以及填充空心铸锭4与挤压针5的间隙，并且空心铸锭4会完全包覆挤压针5，将热量与热传导的形式传递给挤压针5。待空心铸锭4完全包覆挤压针5后，卸去推动挤压轴的外力，保持各部件相对位置不变，静置一段时间，其中，静置的时间视挤压针5的规格不同，分别保持2～5小时。

在静置的时间里，挤压筒内的温度会发生变化，具体的，在挤压针5放入挤压筒1内时，挤压针5的温度低于空心铸锭4的温度，由于空心铸锭4受到挤压发生塑性变形，会包覆在挤压针5的四周，根据热传导原理，空心铸锭4是通过热传导对挤压针5进行加热。此时，空心铸锭4的温度将逐渐降低，挤压针5的温度将逐渐升高，当空心铸锭4的温度低于挤压筒1的温度时，挤压筒1将对空心铸锭4进行加热，使得空心铸锭4的温度开始升高，继续通过热传导对挤压针5进行加热，由此反复循环，直到将挤压针5加热到满足生产条件的温度。

本发明实施例将空心铸锭4、挤压垫2和挤压轴3依次装入带有加热器的挤压筒1，又将预热后的挤压针5伸入挤压筒1中，直到挤压针5的针尖穿过空心铸锭4，使得挤压筒1可以对空心铸锭4进行加热，空心铸锭4可以用于加热挤压针5，还可以在受到挤压轴3和挤压垫2的挤压作用力后发生塑性变形，包覆挤压针5，促使空心铸锭4将挤压筒1的热量以热传导的形式传递给挤压针5，在静置一段时间后，挤压针5可迅速达到具备生产条件的温度，大大的缩短了挤压针的加热时间，提高了加热效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种挤压针的加热方法及加热装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种挤压针的加热方法，其特征在于，包括：

将空心铸锭加热到预设温度，所述空心铸锭为轻金属合金铸锭；

将所述加热到预设温度的空心铸锭放进挤压筒，所述挤压筒带有加热器；

将所述挤压针伸入所述挤压筒，使得所述挤压针完全穿过所述挤压筒内的空心铸锭；

对所述挤压筒内的空心铸锭进行墩粗，使得所述空心铸锭包覆所述挤压针；

静置预置时间。

2.根据权利要求1所述的挤压针的加热方法，其特征在于，所述将空心铸锭加热到预设温度的步骤之前还包括：

预热挤压针。

3.根据权利要求1所述的挤压针的加热方法，其特征在于，

所述预设温度高出挤压针的工作温度50～100℃。

4.根据权利要求1所述的挤压针的加热方法，其特征在于，

所述轻金属合金铸锭为铝合金铸锭、镁合金铸锭或钛合金铸锭。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的挤压针的加热方法，其特征在于，所述将所述加热到预设温度的空心铸锭放进挤压筒的步骤之后，还包括：

将挤压垫和挤压轴装入所述挤压筒。

6.根据权利要求5所述的挤压针的加热方法，其特征在于，所述对所述空心铸锭进行墩粗，使得所述空心铸锭包覆所述挤压针，包括：

推动装入挤压筒中的挤压轴和挤压垫，使得挤压垫和挤压轴挤压所述空心铸锭以促使所述空心铸锭发生塑性变形，从而使得所述空心铸锭包覆所述挤压针，并填充挤压筒。

7.根据权利要求6所述的挤压针的加热方法，其特征在于，所述静置预置时间的步骤之前，还包括：

当所述空心铸锭包覆所述挤压针后，卸去推动挤压轴和挤压垫的外力。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的挤压针的加热方法，其特征在于，

所述预置时间在2小时到5小时之间。

9.一种挤压针的加热装置，其特征在于，包括：挤压筒、挤压垫、挤压轴和空心铸锭；

所述挤压筒，用于放置所述空心铸锭，还用于加热所述空心铸锭；

所述挤压垫，用于接受挤压轴的挤压，以便对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

所述挤压轴，用于接受外力的作用，对所述挤压垫进行挤压，以便对挤压筒内的空心铸锭进行墩粗；

所述空心铸锭，用于加热挤压针，还用于包覆挤压针，将挤压筒的热量以热传导的形式传递给挤压针。

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