CN210995848U - 一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Φ1mm‑Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置及系统，系统由上料架、加热线圈、矫直机和收料槽组成，一加热线圈，电连接至感应加热器，一矫直机，位于加热线圈的出料侧，一上料架，位于加热线圈的进料侧，一收料槽，位于矫直机的出料侧；本实用新型提高了线材的矫直效率；动态加热较单纯的正弦矫直而言，改善了丝材的屈服强度，同时提高了生产率，有利于降本增效；将感应加热器与矫直机相互配合，整体对钛合金线材进行连续的处理，解决了线材矫直效率低的问题，减少线材因室温条件下正弦矫直，矫直后丝材屈服强度低的缺点；动态感应加热矫直过程中降低了对加热炉均匀性的要求，提高了生产效率。

Description

一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置及 系统

【技术领域】

本实用新型属于有色金属加工领域，尤其涉及一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置及系统。

【背景技术】

近年来，小规格(Φ≤6mm)钛合金丝材以其优良的综合性能，良好的生物相容性被广泛用于生物医用领域，如外科植入等，这就要求材料具有均匀一致的尺寸、表面状态及综合性能。小规格丝材一般由Φ8mm～Φ10mm的坯料通过拉拔制成，然而拉拔后丝材一般呈现出盘卷状，根据医疗领域的需求，一般医疗领域需求直丝，以直接或者二次加工成克氏针等其他类型的医疗器械或外科植入物产品。目前常用钛合金丝材的矫直方式有辊式矫直、张力连续电热矫直、正弦矫直、不足之处在于采用辊式矫直的设备一般可用于矫直较大规格Φ8mm～Φ10mm的棒材。张力连续电热矫直过程中矫直效率低，而直接采用正弦矫直的丝材其抗拉强度满足医用标准要求，但屈服强度低。现有矫直方式的不足之处：

1)由于连续矫直机进行矫直时，拉力的控制是采用手动控制，可能导致坯料在矫直前调试阶段产生不直物料较多，下断后再难于进行矫直而影响成品率，其次矫直过程中矫直张力的不稳定也会导致矫直的成品率较低。

2)采用连续矫直时的矫直效率较低，生产周期长，影响产品的交货期。

3)受设备的限制，小规格丝材难以采用辊式矫直机进行矫直，矫直时会导致两端头部较弯，切头后影响成品长度进而降低成品率。

4)正弦矫直属于一种冷加工方式，虽然矫直效率较高，但矫直后丝材的屈服强度较低，不能够满足技术标准要求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置及系统，以解决现有技术存在的线材矫直效率低、矫直后丝材屈服强度低的问题。

本实用新型采用以下技术方案：一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直系统，由上料架、加热线圈、矫直机和收料槽组成，

一加热线圈，电连接至感应加热器，

一矫直机，位于加热线圈的出料侧，

一上料架，位于加热线圈的进料侧，

一收料槽，位于矫直机的出料侧，

其中，上料架用于放置环状叠放的线材，矫直机用于通过矫直辊对线材进行挤压使其改变直线度，上料架的输出端在加热线圈的轴线和矫直机的被矫直制品运动方向的延长线上；感应加热器用于控制加热线圈的加热温度，收料槽为中空的盒体，盒体的长度与矫直机切断后的线材长度相适应，收料槽的高度低于矫直机的线材出口端。

进一步地，上料架由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环与下圆环之间通过竖向设置的弧形的连接杆相互连接，下圆环上焊接有多个L形的支杆，各支杆的水平段与下圆环焊接，各支杆的竖向段位于上圆环内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部，凸出部用于成环的线材套入，上圆环与下圆环之间的区域内、各支杆的水平段用于盛放线材。

一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，包括：

一外壳，呈长方体，

一加热线圈，位于外壳内腔，电连接至感应加热器，

一矫直机，位于加热线圈的出料侧，其下部与外壳固定连接，

其中，加热线圈的轴线和矫直机的被矫直制品运动方向相互重合。

进一步地，还包括位于外壳内腔的上料架，上料架位于加热线圈的进料侧，上料架用于放置环状叠放的线材，上料架的输出端在加热线圈的轴线和矫直机的被矫直制品运动方向的延长线上。

进一步地，上料架由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环与下圆环之间通过竖向设置的弧形的连接杆相互连接，下圆环上焊接有多个L形的支杆，各支杆的水平段与下圆环焊接，各支杆的竖向段位于上圆环内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部，凸出部用于成环的线材套入，上圆环与下圆环之间的区域内、各支杆的水平段用于盛放线材。

进一步地，还包括位于外壳内腔的收料槽，收料槽固定连接在矫直机的出料侧，收料槽为中空的盒体，盒体的长度与矫直机切断后的线材长度相适应，收料槽的高度低于矫直机的线材出口端。

本实用新型的有益效果是：由于加热线圈加热速率非常快，线材在矫直过程中通过加热线圈时可连续受热，无须等待加热炉的升温过程，这样提高了线材的矫直效率；动态加热较单纯的正弦矫直而言，改善了丝材的屈服强度，同时提高了生产率，有利于降本增效；本实用新型将感应加热器与矫直机相互配合，整体对钛合金线材进行连续的处理，解决了线材矫直效率低的问题，减少线材因室温条件下正弦矫直后丝材屈服强度低的缺点；动态感应加热矫直过程中降低了对加热炉均匀性的要求，提高了生产效率，同时解放了人力，有利于降本增效。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中上料架的结构示意图。

其中：1.上料架；2.加热线圈；3.感应加热器；4.矫直机；5.线材；6.收料槽；7.矫直辊；8.上圆环；9.下圆环；10.连接杆；11.支杆；12.凸出部。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型公开了一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，如图1所示，由一外壳、一加热线圈2、一矫直机4、一上料架1和收料槽6组成，外壳呈长方体，加热线圈2、矫直机4、上料架1和收料槽6均位于外壳内腔，加热线圈2电连接至感应加热器3，感应加热器3用于控制加热线圈2的加热温度，加热线圈2加热温度为650℃-850℃。

矫直机4位于加热线圈2的出料侧，矫直机4的下部与外壳固定连接，即加热线圈2的出料口设置有矫直机4，矫直机4用于通过矫直辊7对线材5进行挤压使其改变直线度，矫直机4还用于对经过加热线圈2加热后的线材5进行矫直并切割，加热线圈2的轴线和矫直机4的被矫直制品运动方向相互重合、且水平向设置。上料架1位于加热线圈2的进料侧，并固定连接在外壳内，上料架1用于放置环状叠放的线材5，线材5水平向向右输出，上料架1的输出端在加热线圈2的轴线和矫直机4的被矫直制品运动方向的延长线上。

矫直机包括台架，台架上设有多组水平放置的对辊轮，对辊轮由下辊轮和上辊轮构成；台架上设有齿轮箱，齿轮箱上设有电机，且电机的输出端传动连接齿轮箱，齿轮箱传动连接水平设置的转轴；转轴的另一端穿过下辊轮的中心孔，且与下辊轮固定连接；上辊轮通过轴承连接连接件，且连接件通过丝杆连接台架，丝杆的顶部设有调节手柄；下辊轮与上辊轮上设有相对应的凹槽；下辊轮与上辊轮之间的矫直通道的左右侧均设有导卫。

上料架1位于加热线圈2的进料口处，加热线圈2电连接有感应加热器3，感应加热器3用于控制和调节加热线圈2的温度，因为线材5种类均会受加热温度的影响进而影响其待矫直线材5的性能，加热线圈2加热时，可以在短时间内加热，相对于电炉而言，节省加热时间。

如图2所示，上料架1由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环8与下圆环9之间通过竖向设置的弧形的连接杆10相互连接，下圆环9上焊接有多个L形的支杆11，各支杆11的水平段与下圆环9焊接，各支杆11的竖向段位于上圆环8内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部12，凸出部12用于成环的线材5套入，上圆环8与下圆环9之间的区域内、各支杆11的水平段用于盛放线材5。

收料槽6固定连接在矫直机4的出料侧，收料槽6为中空的盒体，盒体的长度与矫直机4切断后的线材5长度相适应，收料槽6的高度低于矫直机4的线材5出口端，收料槽6用于收集矫直后的线材5直丝。

本实用新型还公开了一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直系统，如图1所示，由一加热线圈2、一矫直机4、一上料架1和收料槽6组成，加热线圈2电连接有感应加热器3，感应加热器3用于控制和调节加热线圈2的温度，加热线圈2加热温度为650℃-850℃。

矫直机4位于加热线圈2的出料侧，矫直机4用于对经过加热线圈2加热后的线材5进行矫直，加热线圈2的轴线和矫直机4的被矫直制品运动方向相互重合、且水平向设置。上料架1位于加热线圈2的进料侧，并固定连接在外壳内，上料架1用于放置环状叠放的线材5，线材5水平向向右输出，上料架1的输出端在加热线圈2的轴线和矫直机4的被矫直制品运动方向的延长线上。收料槽6位于矫直机4的出料侧，收料槽6为中空的盒体，盒体的长度与矫直机4切断后的线材5长度相适应，收料槽6的高度低于矫直机4的线材5出口端。

上料架1由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环8与下圆环9之间通过竖向设置的弧形的连接杆10相互连接，下圆环9上焊接有多个L形的支杆11，各支杆11的水平段与下圆环9焊接，各支杆11的竖向段位于上圆环8内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部12，凸出部12用于成环的线材5套入，上圆环8与下圆环9之间的区域内、各支杆11的水平段用于盛放线材5。

本实用新型的工作方法，由以下步骤组成：

步骤1：将线材5置于上料架1上，

步骤2：拉动线材5的一端，使其穿过加热线圈2对线材5进行加热，

步骤3：通过矫直机4对加热后的线材5进行矫直；

步骤4：利用矫直机4对矫直后的线材5进行切断，得到目标钛合金线材5；

其中，加热线圈2电连接至感应加热器3，感应加热器3用于控制加热线圈2的加热温度。

本实用新型适用于各牌号钛及钛合金线材5矫直工艺，加热后正弦矫直的材料性能稳定、一致。线材5在矫直过程中通过感应线圈时可连续受热，提高了线材5的矫直效率；本实用新型利用了感应加热线圈2加热的加热速度快，加热时间短的特点对钛合金线材5进行连续的处理，其次是正弦矫直效率高，解决了线材5矫直效率低的问题，减少线材5因室温条件下正弦矫直，矫直后丝材屈服强度低的缺点；动态感应加热正弦矫直过程降低了对加热炉均匀性的要求，提高了生产效率，同时解放了人力，有利于降本增效。

本实用新型尤其适用于高精度高强度钛合金丝材制备的前期准备，其工作过程为：

将待矫直线材5放置上料架1，沿加热线圈2的轴线穿过加热线圈2，将待矫直丝材引入矫直机4，开启矫直机4，待矫直机4正常运转进行试矫，观察矫直机4是否正常运转；

通过感应加热器3调节加热线圈2的温度；

将Φ1mm-Φ6mm的待矫直线材5穿过加热线圈2，并将其头部穿入矫直机4的进料口；

启动矫直机4进行正弦矫直并下断，将矫直后的线材5收集到收料槽6中，直至待矫直线材5全部通过矫直机4并矫直下断；对于矫直的物料的直线度进行测量，以保证矫直效果。

实施例1：

使用本实用新型对TC4钛合金线材5Φ4.0坯料进行感应加热连续正弦矫直处理，设定感应加热器3的加热温度为780℃，待加热线圈2温度稳定后，将待矫直线材5穿过加热线圈2，然后将Φ4.0直径TC4钛合金线材5穿入矫直机4进行矫直并下断，将矫直后的线材5收集到收料槽6内。

经观察和检测，Φ4.0的线材5矫直后的抗拉强度为1000MPa以上，屈服为900MPa，延伸率为13％，其性能满足GB/T13810要求。其次矫直速度大概为1小时8kg左右。

实施例2：

使用本实用新型对TC4钛合金线材5Φ2.0坯料进行感应加热连续正弦矫直处理，设定感应加热器3的加热温度为750℃，待加热线圈2温度稳定后，将待矫直线材5穿过加热线圈2，然后将Φ2.0直径TC4钛合金线材5穿入矫直机4进行矫直并下断，将矫直后的线材5收集到收料槽6内。

经观察和检测，Φ2.0的线材5矫直后的抗拉强度为1050MPa左右，屈服为930MPa以上，延伸率为13％，其性能满足GB/T13810要求。其次矫直速度大概为1小时3kg左右。

Claims (6)

1.一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直系统，其特征在于，由上料架(1)、加热线圈(2)、矫直机(4)和收料槽(6)组成，

一加热线圈(2)，电连接至感应加热器(3)，

一矫直机(4)，位于所述加热线圈(2)的出料侧，

一上料架(1)，位于加热线圈(2)的进料侧，

一收料槽(6)，位于矫直机(4)的出料侧，

其中，所述上料架(1)用于放置环状叠放的线材(5)，所述矫直机(4)用于通过矫直辊(7)对线材(5)进行挤压使其改变直线度，所述上料架(1)的输出端在加热线圈(2)的轴线和矫直机(4)的被矫直制品运动方向的延长线上；所述感应加热器(3)用于控制加热线圈(2)的加热温度，所述收料槽(6)为中空的盒体，所述盒体的长度与矫直机(4)切断后的线材(5)长度相适应，所述收料槽(6)的高度低于矫直机(4)的线材(5)出口端。

2.根据权利要求1所述的一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直系统，其特征在于，所述上料架(1)由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环(8)与下圆环(9)之间通过竖向设置的弧形的连接杆(10)相互连接，所述下圆环(9)上焊接有多个L形的支杆(11)，各所述支杆(11)的水平段与下圆环(9)焊接，各所述支杆(11)的竖向段位于上圆环(8)内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部(12)，所述凸出部(12)用于成环的线材(5)套入，所述上圆环(8)与下圆环(9)之间的区域内、各所述支杆(11)的水平段用于盛放线材(5)。

3.一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，其特征在于，包括：

一外壳，呈长方体，

一加热线圈(2)，位于外壳内腔，电连接至感应加热器(3)，

一矫直机(4)，位于所述加热线圈(2)的出料侧，其下部与外壳固定连接，

其中，所述加热线圈(2)的轴线和矫直机(4)的被矫直制品运动方向相互重合。

4.根据权利要求3所述的一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，其特征在于，还包括位于外壳内腔的上料架(1)，所述上料架(1)位于加热线圈(2)的进料侧，所述上料架(1)用于放置环状叠放的线材(5)，所述上料架(1)的输出端在加热线圈(2)的轴线和矫直机(4)的被矫直制品运动方向的延长线上。

5.根据权利要求4所述的一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，其特征在于，所述上料架(1)由水平放置、上下设置的两个钢制圆环组成，上圆环(8)与下圆环(9)之间通过竖向设置的弧形的连接杆(10)相互连接，所述下圆环(9)上焊接有多个L形的支杆(11)，各所述支杆(11)的水平段与下圆环(9)焊接，各所述支杆(11)的竖向段位于上圆环(8)内、并相互靠拢和焊接，向上延伸形成凸出部(12)，所述凸出部(12)用于成环的线材(5)套入，所述上圆环(8)与下圆环(9)之间的区域内、各所述支杆(11)的水平段用于盛放线材(5)。

6.根据权利要求3-5任一所述的一种Φ1mm-Φ6mm的钛合金线材感应加热正弦矫直装置，其特征在于，还包括位于外壳内腔的收料槽(6)，所述收料槽(6)固定连接在所述矫直机(4)的出料侧，所述收料槽(6)为中空的盒体，所述盒体的长度与矫直机(4)切断后的线材(5)长度相适应，所述收料槽(6)的高度低于矫直机(4)的线材(5)出口端。

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