[发明专利]一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法及装置

说明书

本发明涉及金属板电阻加热方法，更具体的说是一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法及装置，包括导电金属板、模具、压板和两个电极，导电金属板和模具的之间缝隙和孔洞中填充有液态镓，压板压在导电金属板上，可以通过液态金属镓填充至所有导电金属板和模具之间缝隙和孔洞中，保证了接触界面的良好的导电性能，降低了集肤效应，对非规则导电金属板通电截面积小的区域进行有效补偿，使得导电金属板在电流方向上的截面积几乎一致，从而减小非规则导电金属板电阻加热过程中导电金属板的整体温差；压板上施加一定的力，保证金属板在加热过程中不发生较大的翘曲变形。

技术领域

本发明涉及金属板电阻加热方法，更具体的说是一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法及装置。

背景技术

钢材因其优异的力学性能在汽车等领域有着广泛的应用。特别是高强钢具有较高的强度，因此在汽车的主体结构和防撞结构上有着广泛的应用。这些零件的生产部分是通过冲压成型，但高强钢冲压成型前需要将钢板加热至900℃，国外主要采用红外加热炉对钢板进行加热，钢板主要靠炉内的对流和辐射进行升温，钢板的厚度和表面状态对钢板的升温具有很大的影响。而国内主要靠感应加热的方式对高强钢板进行加热，但钢板容易变形。可通过电阻加热方式解决以上问题，在钢板上直接通电流，利用电阻热加热钢板，例如公开号CN106211389B；但是电阻加热方式容易产生较大的温度分布差异，很有可能在后续的冲压过程中在钢板上产生缺陷；

目前大型钢板的加热主要有两种方法，一种为热传导式，比如CN105916608B和CN108372378A，在钢板外部加热，通过热传导的方式将热量传输给钢板，钢板吸收热量后升温，达到对钢板加热的目的；一种为自发热式如CN106211389B，即对钢板通电流或感应加热，钢板由于存在电阻，因此会产生电阻热，从而实现对钢板的加热。热传导式的加热速度较慢，想要将大型钢板加热到500℃以上需要较长时间，且需要的加热设备，加热炉等，体积也较大，因此需要较高成本。而自发热式可实现钢板的快速加热，且成本较低。但目前通过电阻加热方式对形状不规则的冲压成型钢板，钢板横截面尺寸大小不一，钢板中心存在孔洞等，加热时，电流在孔洞处的集肤效应较为明显，钢板上的温度分布极不均匀，冲压成型时钢板各部位变形能力不一致，容易导致冲压成型件存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法及装置，可以减小金属板电阻加热过程中的温差。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法，包括导电金属板、模具、压板和两个电极，导电金属板和模具的之间缝隙和孔洞中填充有液态镓，压板压在导电金属板上。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法，所述该方法包括以下步骤：

步骤一：模具内加入足量的金属镓，对模具进行加热，使得模具内部凹槽的任意一处温度均超过30℃，此时金属镓为液态形式存在；

步骤二：导电金属板放入模具凹槽的内部，调整导电金属板的位置，使得导电金属板位于模具凹槽的中心；

步骤三：保证液态金属镓完全填充导电金属板和模具内部凹槽的全部间隙以及导电金属板的孔洞处；

步骤四：压板放置于导电金属板上，压板下表面与导电金属板上表面紧密接触，压板上施加一定的力；

步骤五：两个铜电极放置于导电金属板上表面两端处，并压紧，然后通电对导电金属板加热至所需温度。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法，所述模具内部凹槽的长度、宽度和深度分别大于导电金属板的长度、宽度和高度。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种利用镓提升金属板电阻加热温度均匀性的方法，所述模具耐高温、不导电且导热性能差的材料。