[发明专利]一种用于镦锻的棒料加热装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于镦锻的棒料加热装置及方法，加热装置包括感应加热炉、控制器、变频电源及红外测温仪；棒料放置于感应加热炉中，感应加热炉使棒料从待镦锻端部至所需位置的温度线性递减；红外测温仪分别对准棒料表面和芯部，红外测温仪将测量的棒料温度传递给控制器，控制器将测得的表面温度、芯部温度分别与设定温度比较，控制变频电源将芯表温差控制在设定范围内，当芯部温度达到设定温度时出料。本发明系统简单，能够使棒料加热完成后实现纵向梯度温度，同时将芯表温差控制在工艺要求范围内。

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种用于镦锻的棒料加热装置及方法。

背景技术

棒料工件在感应加热后获得了均匀的径向温度，但在镦锻过程中，因为棒料受到挤压会产生热量，热量会从端部向后传导，造成纵向温度不均匀，不同的温度形成不同的组织转变形式，造成棒料纵向性能不一致。

其次，理论研究表明，感应加热棒料会产生芯表温差，而造成这种结果的主要原因是集肤效应，以及追求高效率所采用的高频率。因此，要将芯表温差控制在可以接受的范围内，在频率不变的情况下必须有效控制热传导的速率。现有技术中，表面温度和芯部温度采用闭环的控制方式，系统复杂，调节时表面温度和芯部温度会产生相互干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于镦锻的棒料加热装置及方法，系统简单，能够使棒料加热完成后实现纵向梯度温度，同时将芯表温差控制在工艺要求范围内。

本发明的具体实施方案如下：

一种用于镦锻的棒料加热方法，所述棒料放置于感应加热炉中，通过感应加热炉使棒料从待镦锻端部至所需位置的温度线性递减；

同时，将棒料芯表温差控制在设定范围内，当芯部温度达到设定温度时出料。

进一步地，所述将芯表温差控制在设定范围内，当芯部温度达到设定温度时出料的具体方法为：测量棒料表面温度传递给控制器，控制器比较所述表面温度与第一设定温度，然后运算产生调节模拟量信号输出，控制变频电源使棒料表面稳定到第一设定温度，直到芯部温度到达第二设定温度；测量棒料芯部温度传递给控制器，当芯部温度到达第二设定温度时，控制器控制棒料出炉。

进一步地，所述感应加热炉中的感应线圈直径沿轴线方向线性递增，外轮廓形成圆台状，母线与水平面呈一定夹角，感应线圈的小端绕在待墩锻棒料端部。

进一步地，所述对准棒料表面的红外测温仪在感应加热炉外间隔分布，通过棒料表面各测温点反馈的温度值调节感应线圈的加热强度，使棒料从待镦锻端部至所需位置的温度达到所需温度。

一种用于镦锻的棒料加热装置，所述加热装置包括感应加热炉、控制器、变频电源及红外测温仪；

棒料放置于感应加热炉中，感应加热炉使棒料从待镦锻端部至所需位置的温度线性递减；所述红外测温仪分别对准棒料表面和芯部，红外测温仪将测量的棒料温度传递给控制器，控制器将测得的表面温度、芯部温度分别与设定温度比较，控制变频电源将芯表温差控制在设定范围内，当芯部温度达到设定温度时出料。

有益效果：

本发明感应线圈的结构使棒料从待镦锻端部至所需位置的温度呈线性递减趋势，棒料端部温度最高，可以减少镦锻时的初压力，同时利用挤压过程中产生的热量进行温度“梯度”补偿，达到镦锻区域温度均衡，保证棒料镦锻整体性能的均一性；其次，将芯表温差控制在工艺要求范围内，采用以表面温度为控制对象、以芯部温度控制出料的方式，避免了表面温度和芯部温度同时调节时的相互干扰，也简化了系统软件。

附图说明

图1是棒料加热示意图；

图2是感应线圈外形结构示意图；

图3是棒料芯表温控原理图。