CN104053263A - 一种热冲压成形坯料的复合加热装置 - Google Patents

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姚圣杰
赵洪运
任晓琪
高义山
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Abstract

本发明涉及一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于包括加热线圈，陶瓷传送辊(5)。该装置结构简单，不仅解决了传统单纯依靠电炉加热时炉体占地面积大(建造成本高)以及加热效率低的问题，同时能够大幅度降低加热炉的运行维护成本。

Description

一种热冲压成形坯料的复合加热装置
技术领域
本发明专利涉及一种热冲压成形坯料的复合加热装置。
背景技术
近年来，在汽车工业中提高了对汽车防撞性能和燃料消耗的要求。在目前看来,车用高强度和超高强度钢板以其轻质、高强度的特点在汽车业中应用越来越受关注，并已成为满足汽车减重和增加碰撞性能和安全性能的重要途径。今后5～10年，先进高强度钢(Advanced High Strength Steels AHSS)汽车板和轻量化车身构件的深加工技术(Deep Working Technology，DWT)的开发与应用，成为钢铁行业的重大课题与迫切任务。但是钢板供应商还不能提供既有高强度又有优良成形性能的新型钢板。热冲压仍然是高强度复杂零件生产的行之有效的技术。
热冲压成形坯料通常在辊底炉或步进式炉中靠辐射和对流加热。钢板厚度和涂层以及涂层的辐射系数对加热行为和钢板的有效温度有很大影响。所有这些影响因素导致一套炉装置的长度超过40m。由于较低的能源利用率和较差的加热质量，以及较大的占地空间和高投资成本须要导入新的技术。由于感应加热技术具有升温快，加热效率高的特点，克服了效率低、成本高、加热速度慢等电炉的缺点，因此节能降耗显著。同时，感应加热容易实现自动控制，采用感应加热能更好的实现参数设置和生产自动化。采用感应加热将使加热时间大幅度缩短，可以带来投资成本降低和缩小加热装置安放空间的效果。感应加热以其“绿色加热”的节能、高效、安全被越来越受关注。在金属板材成形领域，已经确认利用这项技术的高速加热优点，避免加热过程中的晶粒粗大，保证材料在高温下的特性。
目前还没有在薄板热成型技术中使用感应加热的生产实践，国内主要集中在一些大学和研究机构的实验研究。我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入。80年代，浙大自主开发了第一台并联式晶闸管。国内感应加热方面从地域上还分“南派”和“北派”技术和产品方面的竞争。“南派”的代表有振吴、四达、兆力等公司；“北派”是以西安市感应加热的公司为代表中频电源并向全国推广，主要用在材料的淬火工艺，还没有应用于热冲压的加热实例。在传统加热的热冲压技术在国内只是刚刚起步。
国外截至目前也没有将感应加热用于热冲压的实际生产实例，主要在一些大学和研究机构进行试验研究。第一台感应加热原型机由奥地利Graz工业大学工具与成形研究所开发。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉——开槽式有芯炉，1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐渐进入实用化阶段。在感应加热设备供应商主要有美国应达以及彼乐公司等，但未应用在薄板感应加热的生产实例。
现有的加热的方式单纯依靠电炉加热，通常占地面积较大，一般在40m长，使得建造成本较高；另一方面，加热效率比较低，通过常规的电炉加热，是通过辐射传热的方式将坯料从室温加热至热冲压所需的温度(通常800-950度区间)，平均单张板料加热所需的时间在5～10min，在一定程度上限制了生产效率的进一步提高；同时，目前电炉的运行过程通过需要配置陶瓷炉底辊，保护性气氛，且由于工装精度的限制，不可避免造成热能、电能等的持续浪费，因此造成其运行成本居高不下。而采用感应加热将坯料从室温加热至磁性转变点温度(约750度)，仅需不超过10s的时间，随后采用电炉的热辐射加热方式进行后续升温以及均温，一方面将极大的缩短加热段的设备长度，总长度不超过10m；另外，采用快速感应加热，在缩短加热时间，提高加热效率以及生产效率的同时，由于加热时间极端，可免去此加热段的附加设备(如保护性气氛，以及陶瓷炉底辊等)，从而极大的节约运行成本。因而，相比较而言，此种复合加热方式具有广阔的应用的前景。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种热冲压成形坯料的复合加热装置，不仅解决了传统单纯依靠电炉加热时炉体占地面积大(建造成本高)以及加热效率低的问题，同时能够大幅度降低加热炉的运行维护成本。
本专利采用如下技术方案：
一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于包括加热线圈，陶瓷传送辊(5)；
所述加热线圈与陶瓷传送辊(5)位于一个平面上，并与陶瓷传送辊(5)具有一个夹角，该夹角为90°，所述加热线圈包括线圈(1)和线圈(2)，该线圈(1)和线圈(2)串联设置；
所述陶瓷传送辊(5)上具有电炉加热区域(4)；
所述线圈(1)和线圈(2)的尺寸相同，宽度均为0.5-1m，所需传送的坯料(3)的长度为1-2m，宽度为0.3-0.5m，所述陶瓷传送辊(5)上电炉加热区域(4)的宽度大于坯料(3)的长度。
该坯料(3)沿其长度方向依次穿过线圈(1)和线圈(2)后，进入陶瓷传送辊(5)上方，并沿坯料(3)宽度方向运行。
该坯料(3)的长度小于线圈(1)和线圈(2)长度之和。
有益效果：
该热冲压成形坯料的复合加热装置，结构简单，不仅解决了传统单纯依靠电炉加热时炉体占地面积大(建造成本高)以及加热效率低的问题，同时能够大幅度降低加热炉的运行维护成本。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于包括加热线圈，陶瓷传送辊(5)；
所述加热线圈与陶瓷传送辊(5)位于一个平面上，并与陶瓷传送辊(5)具有一个夹角，该夹角为90°，所述加热线圈包括线圈(1)和线圈(2)，该线圈(1)和线圈(2)串联设置；
所述陶瓷传送辊(5)上具有电炉加热区域(4)；
所述线圈(1)和线圈(2)的尺寸相同，宽度均为0.5-1m，所需传送的坯料(3)的长度为1-2m，宽度为0.3-0.5m，所述陶瓷传送辊(5)上电炉加热区域(4)的宽度大于坯料(3)的长度。
该坯料(3)沿其长度方向依次穿过线圈(1)和线圈(2)后，进入陶瓷传送辊(5)上方，并沿坯料(3)宽度方向运行。
该坯料(3)的长度小于线圈(1)和线圈(2)长度之和。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于包括加热线圈，陶瓷传送辊(5)；
所述加热线圈与陶瓷传送辊(5)位于一个平面上，并与陶瓷传送辊(5)具有一个夹角，该夹角为90°，所述加热线圈包括线圈(1)和线圈(2)，该线圈(1)和线圈(2)串联设置；
所述陶瓷传送辊(5)上具有电炉加热区域(4)；
所述线圈(1)和线圈(2)的尺寸相同，宽度均为0.5-1m，所需传送的坯料(3)的长度为1-2m，宽度为0.3-0.5m，所述陶瓷传送辊(5)上电炉加热区域(4)的宽度大于坯料(3)的长度。
2.如权利要求1所述的一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于该坯料(3)沿其长度方向依次穿过线圈(1)和线圈(2)后，进入陶瓷传送辊(5)上方，并沿坯料(3)宽度方向运行。
3.如权利要求1所述的一种热冲压成形坯料的复合加热装置，其特征在于该坯料(3)的长度小于线圈(1)和线圈(2)长度之和。
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