CN107335688A - 一种挤压过程中可电加热的铝型材挤压模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝型材挤压模具，包括上模、下模，上模与下模配合安装，所述上模上端面制有上模分流孔和分流桥，还包括用于所述上模上端面位置的加热垫，所述加热垫上制有电热丝槽和加热垫分流孔，所述加热垫及加热垫分流孔的形状、尺寸与所述上模上端面的形状、尺寸相同，从而使得加热垫的外形轮廓及尺寸、加热垫分流孔的外形轮廓及尺寸均能够与所述上模上端面形成配合关系；所述电热丝槽紧贴上模的上模分流孔的外轮廓布置，以保证上模及金属坯料受热均匀为原则，并且所述电热丝槽内置有温度传感器；所述加热垫的材质为耐热高强钢，厚度为所述上模和下模配合安装后厚度的1/20‑1/3。本发明在挤压机短时停机后，对模具及模具内金属进行加温。
Description
所属领域
本发明涉及一种铝型材挤压模具及一种铝型材挤压生产方法，属于机械模具领域。
背景技术
在铝型材挤压的过程中，模具及模具内金属的温度控制是挤压生产的关键，但在生产线上调节此温度的手段有限，目前只能通过调节挤压筒、挤压坯料、挤压模具的预加热温度、适当的生产节拍和挤压速度来确保模具及模具内金属的温度在正常范围内。
在实际生产中，流动金属因挤压温度低会导致金属变形困难，进而导致模具应力过大，造成大量挤压模具的早期报废。另外，目前挤压机生产线一旦停机，模具及内部金属会在5分钟内降温，导致无法继续挤压。
通过检索，申请人发现，现有技术铝型材挤压生产前的准备中，需要分别对挤压筒、挤压坯料、挤压模具进行预加热，以提高金属的塑变能力和流动能力。挤压生产前，预热的方式有很多，对于大型挤压设备，常采用将模具加热炉分布于模具外周或利用内置于模具的电热丝进行加热。对于小型模具常采用电阻炉对挤压模具进行整体加热，再转移到挤压设备中去。
专利(201120491727.6)公开了一种挤压模具电阻丝加热装置，该加热装置由加热器和温度控制器组成，加热器由发热电阻丝绕制于中空圆柱中，在加热时，加热器放置于挤压模具的内表面上，通过温度控制器控制温度范围为0～400℃，从而实现对小型挤压模具的加热。
专利(201020142819.9)公开了一种铝型材挤压生产线上模具用的自动感应加热设备，该发明采用了电磁感应加热炉，将其放置于推进装置上，沿模具的轴向推进，加热炉内有测温元件，可以感知模具的温度，该设备通过模具托架的水平移动，将模具托架置于电磁感应加热炉之下，再降下电磁感应炉进行加热。在电控装置的控制下，电热炉实现自动升降，对被加热的模具施加交变磁场，是模具内部产生涡流，实现模具的自发热。专利(201120287038.3)公开了一种铝型材挤压模具的电磁加热机，是对专利(201020142819.9)的改进。
文献：李德慧,徐振越,裴久阳.热挤压模具钢自身电阻加热方法及试验分析[J].热加工工艺.2013(17)，公开了一种热挤压模具的加热方法。该方法利用自身电阻加热，把工件本身作为加热元件，利用电阻的热效应在金属中通过电流，通过电流的做功消耗电能使自身的温度升高。
但是，现有技术的上述解决方案均是针对的是金属挤压操作前挤压模具的预热，无法对正在实施挤压操作的模具在线实时加热，从而无法降低模具内分流桥的应力，改善模具受力环境，提高模具寿命。
同时，现有技术中会存在这种情况，如果模具及模具内金属的某位置温度过低，操作人员是无法在挤压机正在实施挤压的过程中提高其温度的，也无法在挤压机正在实施挤压的过程中调节模具内某个特定位置的温度。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种铝型材挤压模具，该模具的主要特征在于包括一种用于铝型材挤压模具入口的加热垫。
操作人员可在挤压机上对正在实施挤压操作的铝型材挤压模具在线实时加热模具及模具内外金属，使模具内的金属易于流动变形，降低挤压力，通过调节电加热功率调整金属流在分流桥部位的温度从而降低模具内分流桥的应力，改善模具受力环境，从而大幅提高模具使用寿命。同时，本发明可在挤压机短时停机后，对模具及模具内金属进行升温，不必卸模即可继续挤压生产。
一种铝型材挤压模具，包括上模1、下模2，上模1与下模2配合安装，所述上模1的上端面制有上模分流孔1-1和分流桥1-2，还包括用于所述上模1上端面位置的加热垫3，所述加热垫3上制有电热丝槽3-1和加热垫分流孔3-2，所述加热垫3及加热垫分流孔3-2的形状、尺寸与所述上模1上端面的形状、尺寸相同，从而使得加热垫3的外形轮廓及尺寸、加热垫分流孔3-2的外形轮廓及尺寸均能够与所述上模1上端面形成配合关系；
所述电热丝槽3-1紧贴上模1的上模分流孔1-1的外轮廓布置，使得挤压时上模1及金属坯料受热均匀，并且所述电热丝槽3-1内置有温度传感器；
所述加热垫3的材质为耐热高强钢，厚度为所述上模1和下模2配合安装后厚度的1/20-1/3。
优选，本发明所述的加热垫3与挤压模具上模1、下模2之间采用螺栓进行连接。
优选，所述加热垫3的加热温度根据具体的铝合金型号设定，对于部分合金加热温度可以设置于所述加热垫3所用材质的熔点之上。
上述加热垫3应用于分流组合模具的加热，具体为2个及2个以上分流孔组合模具的加热。
上述加热垫3应用于实心型材模具加热。
上述加热垫3应用于铝型材挤压模具加热，进一步应用于有色金属及其合金的型材挤压模具加热。
本发明可使操作人员在挤压机正在实施挤压的过程中在线实时提高挤压模具内外金属坯料的温度，通过调节电加热功率调整金属流在分流桥部位的温度，使其易于流动变形，降低挤压力，降低模具内分流桥的压力，从而大幅提高模具的寿命。
另外，目前挤压机生产线一旦停机，模具及内部金属会在5分钟内降温，导致无法继续挤压，本发明可在挤压机短时停机后，对模具及模具内金属进行加温，不必卸模即可继续挤压生产。
附图说明
图1为实施例1铝型材挤压模具的轴向剖视图。
图2为实施例1中所述加热垫的俯视图。
图3为实施例1中所述加热垫径向剖视图。
图4为实施例1中所述加热垫三维图。
图5为实施例1铝型材挤压模具的装配体三维图。
图6为实施例1铝型材挤压模具(透视所述加热垫)的装配体三维图。
其中，1、上模，2、下模，3、加热垫，1-1、上模分流孔，1-2、分流桥，3-1、电热丝槽，3-2、加热垫分流孔。
具体实施方式
在传统铝型材挤压模具上模上端面安装本发明的加热垫，其挤压过程所使用设备与铝合金型材的挤压方法大致相同。
传统铝合金型材的挤压方法步骤包括:
1.准备：挤压坯料(一般为铸锭)、挤压设备(挤压机和挤压模具)。
2.预热：包括挤压筒、挤压模具和挤压坯料。
3.调整挤压设备各项参数，准备进行挤压加工。
然后，按照本专利的技术方案，铝型材挤压模具上模的入口端面增加一层加热垫，其外轮廓和分流孔的形状及尺寸与模具上模端面形成配合关系。在加热垫与上模接触的端面上开有布置电热丝和温度传感器的电热丝沟槽。
在挤压机正在实施挤压的过程中在线提高挤压模具内外金属坯料的温度，通过供电装置给加热垫内的电热丝通电加热，并通过加热垫内的温度传感器检测加热垫的温度，通过闭环控制系统调节供电功率，使加热垫的温度保持在给定范围以内。通过调整金属流在分流桥部位的温度，使其易于变形，降低挤压力，降低模具内分流桥的应力，从而大幅提高模具的使用寿命。
实施例1
本发明的加热垫用于传统铝型材挤压分流模具
一种铝型材挤压模具，包括上模1、下模2，上模1与下模2配合安装，所述上模1的上端面制有上模分流孔1-1和分流桥1-2，还包括用于所述上模1上端面位置的加热垫3，所述加热垫3上制有电热丝槽3-1和加热垫分流孔3-2，所述加热垫3及加热垫分流孔3-2的形状、尺寸与所述上模1上端面的形状、尺寸相同，从而使得加热垫3的外形轮廓及尺寸、加热垫分流孔3-2的外形轮廓及尺寸均能够与所述上模1上端面形成配合关系；
所述电热丝槽3-1紧贴上模1的上模分流孔1-1的外轮廓布置，以保证上模1及金属坯料受热均匀为原则，并且所述电热丝槽3-1内置有温度传感器；
所述加热垫3的材质为耐热高强钢，厚度为所述上模1和下模2配合安装后厚度的1/10，确保挤压工艺进行时加热垫仍保持原有的形状不被压塌。
传统铝型材挤压分流模具由上模1、下模2组成。在挤压模具的上模1入口端面增加本例的加热垫3，如图1所示，加热垫3的俯视图如图2所示，剖视图如图3所示，三维视图如图4所示。加热垫3的外轮廓和加热垫分流孔3-2的形状及尺寸与模具上模1的端面形成配合关系。挤压时，金属坯料经由加热垫分流孔3-2、上模分流孔1-1流入模具。
本例中，电热丝槽3-1的形状及位置可有多种布置方案，以尽可能保证模具和金属坯料受热均匀为原则，也可如图1所示。
使用时，如下操作：
1.上模1上端面安装本例的加热垫3，与上模1、下模2装配为一整套模具，如图1、5、6所示。
2.对步骤1中的整套模具、有色金属坯料进行预热，并预加热挤压筒。
3.向挤压机内装入整套模具及坯料。
4.通过挤压机上的挤压杆将坯料挤压入整套模具的各分流孔中。
5.挤压操作进行过程中，通过供电装置给加热垫3内的电热丝通电加热，并通过加热垫3内的温度传感器检测加热垫3的温度，通过温度闭环控制系统调节供电功率，使加热垫3的温度保持在给定范围以内。
6.将焊合室内经过分流、焊合后的坯料由下模2挤出，形成型材。
原理说明，挤压过程中，金属坯料进入上模分流孔1-1以前，先流经加热垫分流孔3-1。加热垫3在通电加热后，温度会高于金属坯料。经过加热垫分流孔3-1的金属坯料，其温度会升高，其金属流动性也随之提高，对于模具分流桥1-2及焊合室的冲击会明显降低，从而降低模具所受的应力，提高模具寿命，降低挤压力。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种铝型材挤压模具，包括上模、下模，上模与下模配合安装，所述上模上端面制有上模分流孔和分流桥，其特征在于还包括用于所述上模上端面位置的加热垫，所述加热垫上制有电热丝槽和加热垫分流孔，所述加热垫及加热垫分流孔的形状、尺寸与所述上模上端面的形状、尺寸相同，从而使得加热垫的外形轮廓及尺寸、加热垫分流孔的外形轮廓及尺寸均能够与所述上模上端面形成配合关系；
所述电热丝槽紧贴上模的上模分流孔的外轮廓布置，使得上模及流经的金属坯料受热均匀，并且所述电热丝槽内置有温度传感器；
所述加热垫的材质为耐热高强钢，厚度为所述上模和下模配合安装后厚度的1/20-1/3。
2.根据权利要求1所述的铝型材挤压模具，其特征在于所述的加热垫与上模、下模之间采用螺栓进行连接。
3.根据权利要求2所述的铝型材挤压模具，其特征在于所述加热垫的加热温度高于所述挤压配料的预热温度。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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