[发明专利]型材尖锐R角挤轧工艺及挤轧设备

说明书

本发明涉及一种型材尖锐R角挤轧工艺，包括对外轮廓R角的半径尺寸为R₀的型材接续实施N道挤轧工序，其中3≦N≦14，在第i道工序结束后将外轮廓R角的半径尺寸缩小△R_i，i∈[1，N]，经过N道挤轧工序后，R角的半径尺寸从R₀缩小至R_N。所述挤轧工艺可使型材表面形成压应力而提高疲劳强度，从而从整体上提升型材的强度，特别是，R角区域抗拉强度好，长时间使用不易出现裂痕或断裂现象。本发明还涉及一种实现所述挤轧工艺的挤轧设备及分区域尖锐R角挤轧工艺。

技术领域

本发明涉及辊轧技术领域，尤其涉及一种用于金属型材尖锐R角挤轧成型的辊轧技术。

背景技术

在工业设计中，例如建筑工程和设计领域的幕墙、门窗系统的金属构件结构设计中，常常会使用到有通过冷弯辊压成型而成的金属型材。

出于结构设计或造型的需要，这些金属型材的外轮廓通常有一些折弯、拐角部位。在工程设计中，通常会认为，金属构件中绝对禁止出现尖锐转角，因为从理论分析，当圆角的曲率半径趋向于零时，其应力集中系统趋向于无穷大。用圆角代替尖锐转角，能有效缓和应力集中。因此，这些折弯、拐角部位会形成圆角(或称R角)。对于壁厚为2-3mm的常见厚度的金属型材而言，通过普通冷弯辊压成型后，自然形成的外轮廓R角的尺寸(半径)通常保留为3-5mm左右。

然而，随着现代社会对工业设计美学的要求越来越高，更多的工业产品部件的外形期待带有较为尖锐的外轮廓圆角，下文称为尖锐R角，以呈现具有科技感、现代感的审美特征。

例如，在建筑工程和设计领域，出于对幕墙、门窗等结构部件设计的美学追求，越来越越多的金属型材期望具有尖锐R角。再例如，在太阳能光伏领域所使用的金属型材，也越来越多倾向于具有尖锐R角。

这里所述的尖锐R角，是相对于普通自然外轮廓R角的尺寸而言的。依然以壁厚为2-3mm的常见型材为例，为了达到上述美学需求，尖锐R角的尺寸通常为0.1-0.5mm。

为了实现尖锐R角的成型，一些厂家采用针对型材圆角处进行局部加热热轧的方式实现成型，具体是先进行局部加热，再对圆角部位实施一次挤轧，使材料一次性变形成带有理想半径的尖锐R角。这种方式虽然也可以实现尖锐R角的成型，然而由于局部加热，在尖锐R角成型过程中，局部材料粒子之间的力传导勉强连接，造成型材局部应力集中，所成型材的结构稳定性和均匀度下降，局部加热，原材料内部结构流动性不好控制，容易造成成型R角结构不均匀，美观度不好。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于改进尖锐R角的成型工艺，使型材在尖锐R角区域具有良好的抗拉强度。

本发明的另一目的在于提供一种分区域尖锐R角挤轧成型工艺，使型材任意部位的尖锐R角得以成型。

本发明的另一目的在于提供一种挤轧设备，能够可靠实施本发明的挤轧工艺。

(二)技术方案

为了达到上述的目的，本发明提供了一种用于型材外轮廓尖锐R角加工的挤轧工艺，其特征在于，包括对外轮廓R角的半径尺寸为R₀的型材接续实施N道挤轧工序，其中3≦N≦14，在第i道工序结束后将外轮廓R角的半径尺寸缩小△R_i，i∈[1,N]，经过N道挤轧工序后，R角的半径尺寸从R₀缩小至R_N，其中，

优选地，所述R₀为1-8mm，R_N为0.05-0.6mm。

优选地，不同道次的所述△R_i可以为相同或不同。各道次挤轧工序中的△R_i尽量均匀但不要求严格相同。

优选地，所述N道挤轧工序沿着型材进给的方向设置。