一种铝型材等温挤压系统及其挤压方法

摘要

本发明公开了一种铝型材等温挤压系统，它包括挤压筒（1）、挤压油缸（2）和铝型材出口温度检测机构，挤压油缸（2）的活塞杆穿设于材料挤压腔（3）内与挤压垫（4）连接，挤压筒（1）的右端部设置有垫模（5），垫模（5）上设置有连通材料挤压腔（3）的通槽，铝型材出口温度检测机构包括垂向气缸（6）和温度传感器（7），垂向气缸（6）设置于挤压筒（1）的右端部，垂向气缸（6）活塞杆的底部设置有温度传感器（7），所述的挤压筒（1）的柱面上还开设有冷却通道（8）。本发明的有益效果是：结构紧凑、高效控制铝型材出口温度、提高铝型材生产效率、保证了产品的质量；生产工艺简单。

说明书

技术领域

本发明涉及种铝型材等温挤压的技术领域，特别是一种铝型材等温挤压系统及其挤压方法。

背景技术

目前，随着铝挤压技术的进步和国民经济的迅速发展，铝型材在交通运输、航天航空、工业机械、电子设备等领域的应用逐年上升，尤其是我国交通运输业朝轻量化、高速化和环保化的方向发展，地铁、高速列车、轻轨、双层客车等运输工具逐步采用铝型材车体。交通运输用铝型材的长度常达10-30m，对铝型材的形状与尺寸精确性、组织与性能沿断面和长度方向的均匀一致性有很高要求，进行此类型材的挤压生产时，须保持型材出口温度恒定或者基本恒定。

在常规的铝合金热挤压过程中，人们常采用人工控制的恒速挤压工艺，但这种挤压工艺存在较多缺点。由于铝金属在挤压过程中的形变热及摩擦生热，型材出口温度逐渐升高，挤压结束时，出口温度达到最大值，很容易出现超温带来的各种组织及性能缺陷。为防止型材出口温度过高，一般采取比较低的挤压速度，从而限制了挤压生产效率。同时，在恒速挤压条件下，金属的温度和变形极不均匀，容易导致产品发生尺寸、形状、组织和性能等方面的质量缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、高效控制铝型材出口温度、提高铝型材生产效率、保证了产品的质量的铝型材等温挤压系统及其挤压方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种铝型材等温挤压系统，它包括挤压筒、挤压油缸和铝型材出口温度检测机构，挤压筒内设置有材料挤压腔，材料挤压腔内设置有可沿其滑动的挤压垫，所述的挤压油缸的活塞杆穿设于材料挤压腔内与挤压垫连接，所述的挤压筒的右端部设置有垫模，垫模上设置有连通材料挤压腔的通槽，所述的铝型材出口温度检测机构包括垂向气缸和温度传感器，垂向气缸设置于挤压筒的右端部，垂向气缸活塞杆的底部设置有温度传感器，所述的挤压筒的柱面上还开设有冷却通道，它还包计算机和水泵，所述的水泵的出水口与冷却通道连通，所述的计算机与挤压油缸、垂向气缸、温度传感器和水泵电连接。

所述的冷却通道的另一端连接有回水箱。

所述的通槽为方形、圆形或矩形。

所述的挤压筒与挤压油缸共轴线。

所述的系统等温挤压铝型材的方法，它包括以下步骤：

S1、将经过加热炉加热后的铝合金铸锭放入于材料挤压腔内；控制挤压油缸活塞杆伸出使挤压垫进入材料挤压腔内；

S2、成型铝型材的生产，挤压油缸活塞杆逐渐往右伸出时，活塞杆带动挤压垫挤压铝合金铸锭，在压力作用下铝合金铸锭发生塑性变形，发生变形后的塑性铝合金材料逐渐从垫模的通槽处挤压出来，形成成型铝型材，从而实现了成型铝型材的生产；

S3、在计算机上设定挤出后铝型材表面温度值，计算机控制垂向气缸活塞杆每隔1~2s间断的伸出或缩回；

S4、温度传感器将温度信号转换为电信号传递给计算机，计算机将该检测值与设定值进行对比，若检测值比设定值高出5~6℃，则计算机发出电信号给挤压油缸，以降低其活塞杆的推进速度，进一步保证通槽处成型铝型材表面温度一致；若检测值比设定值高出30~42℃，则计算机发出电信号给水泵，水泵启动将冷却水通入冷却通道内，冷却水将由铝合金铸锭传递到挤压筒表面的温度带走，从而间接的保证通槽处成型铝型材表面温度一致，最终实现了闭环式控制成型铝型材的尺寸、形状和晶相组织。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、高效控制铝型材出口温度、提高铝型材生产效率、保证了产品的质量；生产工艺简单。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图中，1-挤压筒，2-挤压油缸，3-材料挤压腔，4-挤压垫，5-垫模，6-垂向气缸，7-温度传感器，8-冷却通道，9-计算机，10-水泵，11-铝合金铸锭，12-成型铝型材，13-回水箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种铝型材等温挤压系统及其挤压方法，它包括挤压筒1、挤压油缸2和铝型材出口温度检测机构，挤压筒1内设置有材料挤压腔3，材料挤压腔3内设置有可沿其滑动的挤压垫4，所述的挤压油缸2的活塞杆穿设于材料挤压腔3内与挤压垫4连接，挤压筒1与挤压油缸2共轴线，所述的挤压筒1的右端部设置有垫模5，垫模5上设置有连通材料挤压腔3的通槽，所述的铝型材出口温度检测机构包括垂向气缸6和温度传感器7，垂向气缸6设置于挤压筒1的右端部，垂向气缸6活塞杆的底部设置有温度传感器7，所述的挤压筒1的柱面上还开设有冷却通道8。

如图1所示，它还包计算机9和水泵10，所述的水泵10的出水口与冷却通道8连通，所述的计算机9与挤压油缸2、垂向气缸6、温度传感器7和水泵10电连接。计算机能够控制垂向气缸6的活塞杆间断的伸出或缩回，以使温度传感器7与出口处的成型铝型材12表面接触，进一步检测成型铝型材12表面温度，同时计算机9还能控制水泵10的启动或关闭，同时还能控制挤压油缸2活塞杆的伸出速度，进一步控制成型铝型材12的挤出速度，实现等温挤出。

所述的冷却通道8的另一端连接有回水箱13。所述的通槽为方形、圆形或矩形，所述的通槽的形状由成型铝型材12的横界面形状来确定。

如图1所示，所述的系统等温挤压铝型材的方法，它包括以下步骤：

S1、将经过加热炉加热后的铝合金铸锭11放入于材料挤压腔3内；控制挤压油缸2活塞杆伸出使挤压垫4进入材料挤压腔3内；

S2、成型铝型材的生产，挤压油缸2活塞杆逐渐往右伸出时，活塞杆带动挤压垫4挤压铝合金铸锭11，在压力作用下铝合金铸锭11发生塑性变形，发生变形后的塑性铝合金材料逐渐从垫模5的通槽处挤压出来，形成成型铝型材12，从而实现了成型铝型材12的生产；

S3、在计算机9上设定挤出后铝型材表面温度值，计算机9控制垂向气缸6活塞杆每隔1~2s间断的伸出或缩回；

S4、温度传感器7将温度信号转换为电信号传递给计算机9，计算机9将该检测值与设定值进行对比，若检测值比设定值高出5~6℃，则计算机9发出电信号给挤压油缸2，以降低其活塞杆的推进速度，进一步保证通槽处成型铝型材表面温度一致；若检测值比设定值高出30~42℃，则计算机9发出电信号给水泵10，水泵10启动将冷却水通入冷却通道8内，水泵10排水的流量也由计算机9控制，冷却水将由铝合金铸锭11传递到挤压筒1表面的温度带走，吸收热量后的冷却水回流至回水箱13中，从而间接的保证通槽处成型铝型材表面温度一致，在挤压出口处铝型材的温度始终一致，最终实现了闭环式控制成型铝型材的尺寸、形状和晶相组织。