铝合金型材等温快速挤压实时自动控制技术

摘要

介绍了国内外等温挤压技术的发展现状,阐述了等温挤压的技术原理,开发了一种新的等温快速挤压三重实时自动控制系统,包括坯料梯度水冷系统、模具液氮在线冷却系统和挤压速度-出口温度闭环控制系统.研究发现,采用有限差分离散求解坯料导热微分方程,设定轴向温度梯度,控制在线梯度水冷装置施加冷却,可抵消挤压过程中部分温升；通过出口温度数据回归获得温升模型,控制液氮通人量,可维持模具工作带温度恒定,延长模具寿命,并提高型材表面质量；根据采集的模孔出口型材温度,依据预测模糊控制模型,进行闭环控制以调节挤压速度,可提高型材温度控制精度.通过三重控制系统联动,最终实现模孔出口处型材温度恒定.此系统的应用有利于提高型材挤压速度,可保证型材沿长度方向上尺寸精度与组织性能稳定.对于挤压速度较快的情形,可控制模孔出口处型材温度波动在±10℃以内,对于挤压速度较慢的工业型材,可控制模孔出口处型材温度精度在±5℃之内；对于挤压性能好的合金,挤压速度最高可提升30％以上.