[发明专利]一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属型材加工领域，尤其涉及一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法及装置。

背景技术

随着中国经济的腾飞，铝合金型材的生产、应用和消费得到迅猛的发展，2007年中国铝型材的产量已经达到约540万吨，其中建筑铝型材的产量超过390万吨，连续三年稳居世界第一，成为世界最大的挤压铝材生产国和消费国。挤压铝材包括管材、棒材、型材和线材，其中，以挤压型材的生产难度最大、品种规格最多、产量最大。

然而，铝材挤压的低速度，低效率却阻碍了挤压铝材产量和质量的进一步提高。如在国内，挤压性很好的应用最为广泛的建筑型材用6063铝合金，实心型材的挤压速度在15m/min-35m/min之间，空心型材在10m/min-30m/min之间，而目前国际上较为先进的挤压技术也只能使挤压速度维持在30m/min-50m/min之间，因此，如何通过提高挤压速度来提高产量并同时保持质量，成为型材挤压工艺中改良的关键。

挤压过程中由于塑性变形生热、合金与模具摩擦生热均会使得合金温度上升，在模孔出口处达到最高，并且挤压速度越快，温度上升越高。挤压出口温度过高，会使得型材力学性能下降、表面氧化变化、甚至发生热裂。目前国内的企业为了避免因温度高出现废品，均采用较低的挤压速度，因此挤压效率非常低。

因此，现有方法还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有方法的不足，本发明的目的在于提供一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法及装置，旨在解决目前铝合金型材挤压过程因温度过高导致产品质量下降，影响加工效率的问题。

本发明的方法方案如下：

一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，在挤压模垫上根据模垫截面形状开沟槽，在铝型材挤压过程中检测模具温度并反馈给闭环控制系统，所述闭环控制系统根据模具温度的反馈控制通入所述挤压模垫沟槽中液氮的流量，实现对模具及铝型材的冷却，所述挤压模具及铝型材的温度控制在440~480℃。

所述的铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，氮气通过真空保温绝热管输送，使用二次深冷器确保氮气在输送过程中为液体状态。

所述的铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，所述通过闭环控制系统控制液氮冷却过程分为自动和手动控制两种模式。

所述的铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，所述闭环控制系统通过液氮控制阀调节液氮的流量实现对挤压模具及铝型材温度的控制。

所述的铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，所述检测的模具温度具体是检测的挤压机出口处铝型材的温度。

所述的铝型材挤压模具的液氮冷却方法，其中，通过闭环控制系统中的红外测温仪监测所述挤压机出口处的铝型材温度。

一种铝型材挤压模具的液氮冷却装置，其中，包括有开有沟槽的挤压模垫、液氮储罐、真空保温绝热管、二次深冷器及闭环控制系统；  所述闭环控制系统由红外测温仪、计算机控制系统、液氮控制阀组成；

所述液氮储罐通过真空保温绝热管与挤压模垫的沟槽相通，所述二次深冷器和液氮控制阀设置在所述真空保温绝热管上，所述计算机系统通过红外测温仪测定挤压机出口处的铝型材温度，并根据检测温度的反馈控制液氮控制阀调节进入挤压模垫沟槽的液氮流量，实现对模具及铝型材的冷却。

有益效果：本发明提供一种一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法及装置，通过在挤压模垫上开沟槽，并在型材挤压过程中往沟槽中通入液氮，且利用闭环控制系统控制液氮冷却过程，使得挤压模具的温度控制在440~480℃，避免了铝合金型材挤压过程因温度过高导致产品质量下降，挤压效率低下的问题，使模具挤压速度提高10-50%，模具使用寿命进一步延长的同时，产品品质也得到提高，所加工的铝型材的尺寸精度更高，表面光洁度更好，废品率也进一步降低。

附图说明

图1为本发明的铝型材挤压模具的液氮冷却装置的连接示意图。

具体实施方式

本发明提供一种铝型材挤压模具的液氮冷却方法及装置，为使本发明的目的、方法方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。