CN117206350A - 一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢材加工技术领域，具体涉及一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置及方法。热浴辊压成形装置沿镀锌钢板的输送方向依次排列有感应加热线圈、导向轮组、辊压轮组，导向轮组的导向轮表面设置有网状花纹；还包括热水箱，导向轮组中的浸没轮组设置于热水箱内；辊压轮组的每对辊压轮后方设有冷却装置；热浴辊压成形方法包括钢板加热、热水预冷、辊压成形、切割加工步骤。本发明将加热后的镀锌钢板先由导向轮引导浸入热水预冷，再进行辊压成形和定型，避免锌层液化后出现液态金属开裂问题；导向轮表面设置有网格状花纹，可破碎镀锌钢板表面的氧化锌层并由热水冲洗脱落，制得的成形件易焊接易涂装，不经抛丸处理即可使用，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢材加工技术领域，具体涉及一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置及方法。
背景技术
钢材的辊压工艺是指将一定尺寸的金属薄板或带卷依次通过多组轧辊而成形为特定截面形状的成形工艺，又被称为辊弯成形。辊压工艺分为冷成形加工和热成形加工，其中冷成形加工具有材料利用率高、生产效率高等优点，但在高强钢的加工中但由于材料屈服强度高，成形后回弹大，冷成形加工的形状精度难以控制；而对高强钢进行热成形辊压加工的工艺称为热辊压成形，由于高强钢在辊压时已经进行了热处理，制得的成形件具有回弹小，成形力小的优点，成形件抗拉强度达1500MPa。因此对于高强钢，多实用热辊压成形的方法将其加工为成形件。
现有技术中，钢板的热辊压成形工艺包括加热阶段和辊压阶段，加热阶段将钢板加热至完全奥氏体化，辊压阶段将奥氏体化的钢板进行成形和定型。使用热成形钢裸板进行热辊压成形时，钢裸板的表面易在加热阶段发生氧化形成氧化皮，成形后需进行抛丸和防锈处理才能正常使用；而以镀锌板为代表的镀层板则具有优秀的抗氧化性和耐蚀性，应用较多。然而，镀锌热成形钢在加热后锌层液化，易出现液态金属致脆（LME）问题，存在开裂风险，影响成形件使用性能和使用寿命，存在安全隐患。
专利CN114959440A公开了一种热辊弯成形部件及其热辊弯成形方法，使用含锌系镀层的钢板进行热辊压成形，成形部件具有较好的抗表面氧化性能和较好的表面质量。然而对比文件1并未记载如何解决锌层液化后出现的LME问题，成形部件在服役过程中依然存在开裂风险。
此外，使用现有技术对镀锌钢板进行热辊压成形后，成形件表面存在一层氧化锌，会对后续的焊接涂装工艺效果和稳定性产生不利影响，因此通常需要再对成形件进行抛丸处理，加工流程长、成本高，生产效率较低。
发明内容
针对现有技术中对镀锌钢板进行热辊压成形易存在液态金属致脆问题、有开裂风险，影响成形件使用性能和寿命、存在安全隐患；零件表面存在氧化锌层，需要进行抛丸处理，加工流程长、效率低的技术问题，本发明提供一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置和方法，加热后的镀锌钢板先由导向轮引导浸入热水预冷，再进行辊压成形和定型，避免锌层液化后出现液态金属开裂问题，降低镀锌钢板加工和使用过程中的开裂风险，热水预冷可均匀降温，避免镀锌钢板内部应力不平衡而形变；导向轮表面设置有网格状花纹，可破碎镀锌钢板表面的氧化锌层并由热水冲洗脱落，制得的成形件表面无氧化锌层，易焊接易涂装，不经抛丸处理即可使用，提高生产效率。
第一方面，本发明提供一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置，沿镀锌钢板的输送方向依次排列有感应加热线圈、辊压轮组，感应加热线圈和辊压轮组之间设有导向轮组，导向轮组的每个导向轮表面均设置有网状花纹；导向轮组包括下沉轮组、浸没轮组、抬升轮组；还包括热水箱，浸没轮组设置于热水箱内；辊压轮组包括至少两对辊压轮，每对辊压轮后方均设有冷却装置。
进一步的，导向轮组中导向轮的材质为隔热材料，隔热材料包括陶瓷；导向轮的表面粗糙度为1-10μm。
进一步的，热水箱外部覆盖有隔热保温层。
进一步的，热水箱底部与水循环装置连通，水循环装置内部设有加热装置，水循环装置可将热水箱中的水抽离、加热后输送回热水箱中。
进一步的，水循环装置内部设有过滤装置，可在水循环装置运行过程中将热水箱中镀锌钢板表面脱落的氧化层等固体杂质过滤并分离。
进一步的，冷却装置选自喷气冷却装置、喷水冷却装置。
第二方面，一种使用上述热浴辊压成形装置对镀锌钢板进行热浴辊压成形的方法，包括以下步骤：
（1）钢板加热，将镀锌钢板送入感应加热线圈中进行加热，将镀锌钢板加热至完全奥氏体化；
（2）热水预冷，将加热后的镀锌钢板输送至导向轮组，并在下沉轮组的引导下输送至浸没轮组，浸入盛有热水的热水箱中预冷，再在抬升轮组的引导下离开水面；
（3）辊压成形，将预冷后的镀锌钢板输送至辊压轮组，辊压轮组对镀锌钢板进行成形和定型，并使用冷却装置进行冷却和淬火；
（4）切割加工，将镀锌钢板输送出辊压轮组后切割成所需的大小和形状，制得成形件。
进一步的，步骤（1）中，通过控制电参数及板料移动速度，使镀锌钢板的升温速率小于10℃/s。
进一步的，步骤（2）中，导向轮组的各个导向轮线速度一致，导向轮的线速度大于镀锌钢板的移动速度，使镀锌钢板与导向轮发生相对运动，进而使镀锌钢板表面的氧化锌层更容易被导向轮表面的网格状花纹划破脱落，并由热水箱中的热水冲走。
进一步的，步骤（2）中，热水箱中的水温≥80℃。
进一步的，步骤（2）中，镀锌钢板浸入热水中0.5-8s后离开水面。
本发明的有益效果在于：
本发明在使用辊压轮组对镀锌钢板进行成形和定型前先将加热后的镀锌钢板通过导向轮组浸入到热水中，使用热水预冷的方法提前对镀锌钢板降温，避免锌层液化后出现液态金属开裂问题，降低镀锌钢板加工和使用过程中的开裂风险；热水预冷的方法可对镀锌钢板进行均匀降温，避免温度不均导致内部镀锌钢板内部应力不平衡进而出现形变等质量问题。
本发明在导向轮表面设置有网格状花纹，镀锌钢板在经过导向轮组时，表面的氧化锌层会被导向轮表面的网格状花纹破碎，并在浸入热水池的过程中被热水冲洗、脱落。使用本发明的方法制作的成形件表面无氧化锌层，易焊接、易涂装，不需要进行抛丸处理即可使用，提高生产效率、降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是实施例1中热浴辊压成形装置的示意图。
图中，1-镀锌钢板，2-感应加热线圈，3-导向轮组，4-热水箱，5-水循环装置，6-辊压轮组，7-冷却装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置，沿镀锌钢板1的输送方向依次排列有感应加热线圈2、导向轮组3、辊压轮组6，导向轮组3的材质为陶瓷，导向轮组3中的每个导向轮表面均设置有网状花纹，导向轮的表面粗糙度为10μm；导向轮组3包括下沉轮组、浸没轮组、抬升轮组；还包括热水箱4，热水箱4外部覆盖有隔热保温层，浸没轮组设置于热水箱4内；热水箱4底部与水循环装置5连通，水循环装置5内部设有加热装置及过滤装置；辊压轮组6包括至少两对辊压轮，每对辊压轮后方均设有冷却装置7，冷却装置7为喷水冷却装置。
实施例2
一种使用实施例1的热浴辊压成形装置对镀锌钢板进行热浴辊压成形的方法，包括以下步骤：
（1）将镀锌钢板1送入感应加热线圈2中进行加热，通过控制电参数及板料移动速度，使镀锌钢板1的升温速率小于10℃/s，直至将镀锌钢板1加热至完全奥氏体化；
（2）将加热后的镀锌钢板1输送至导向轮组3，并在下沉轮组的引导下输送至浸没轮组，浸入盛有热水的热水箱4中预冷，通过循环装置维持热水箱4中的水温≥80℃并过滤分离掉破碎的氧化锌层；镀锌钢板1浸入热水中0.5-8s后在抬升轮组的引导下离开水面，导向轮组的各个导向轮线速度一致，导向轮的线速度大于镀锌钢板的移动速度；
（3）将预冷后的镀锌钢板1输送至辊压轮组6，辊压轮组6对镀锌钢板1进行成形和定型，并使用冷却装置7进行冷却和淬火；
（4）将镀锌钢板输送出辊压轮组后切割成所需的大小和形状，制得成形件。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镀锌钢板的热浴辊压成形装置，沿镀锌钢板的输送方向依次排列有感应加热线圈、辊压轮组，其特征在于，感应加热线圈和辊压轮组之间设有导向轮组，导向轮组的每个导向轮表面均设置有网状花纹；导向轮组包括下沉轮组、浸没轮组、抬升轮组；还包括热水箱，浸没轮组设置于热水箱内；辊压轮组包括至少两对辊压轮，每对辊压轮后方均设有冷却装置。
2.如权利要求1所述的热浴辊压成形装置，其特征在于，导向轮组中导向轮的材质为隔热材料，隔热材料包括陶瓷；导向轮的表面粗糙度为1-10μm。
3.如权利要求1所述的热浴辊压成形装置，其特征在于，热水箱底部与水循环装置连通，水循环装置内部设有加热装置，水循环装置可将热水箱中的水抽离、加热后输送回热水箱中。
4.如权利要求1所述的热浴辊压成形装置，其特征在于，水循环装置内部设有过滤装置，可在水循环装置运行过程中将热水箱中镀锌钢板表面脱落的氧化层等固体杂质过滤并分离。
5.如权利要求1所述的热浴辊压成形装置，其特征在于，冷却装置选自喷气冷却装置、喷水冷却装置。
6.一种使用如权利要求1所述的热浴辊压成形装置对镀锌钢板进行热浴辊压成形的方法，包括以下步骤：
（1）将镀锌钢板送入感应加热线圈中进行加热，将镀锌钢板加热至完全奥氏体化；
（2）将加热后的镀锌钢板输送至导向轮组，并在下沉轮组的引导下输送至浸没轮组，浸入盛有热水的热水箱中预冷，再在抬升轮组的引导下离开水面；
（3）将预冷后的镀锌钢板输送至辊压轮组，辊压轮组对镀锌钢板进行成形和定型，并使用冷却装置进行冷却和淬火；
（4）将镀锌钢板输送出辊压轮组后切割成所需的大小和形状，制得成形件。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，通过控制电参数及板料移动速度，使镀锌钢板的升温速率小于10℃/s。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，导向轮组的各个导向轮线速度一致，导向轮的线速度大于镀锌钢板的移动速度。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，热水箱中的水温≥80℃。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，镀锌钢板浸入热水中0.5-8s后离开水面。
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