[发明专利]辊心加热式辊弯成形方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属板材的一种辊心加热式辊弯成形方法及其装置，属于辊弯成形技术及设备领域，用于解决镁合金、铝合金和高强度钢等金属板材因加工硬化而难成形的问题。

背景技术

辊弯成形是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带逐渐地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。辊弯型材具有断面合理、强度高、刚度大、重量轻、金属利用率高等特点，是一种用途非常广泛的经济型断面型材，被广泛应用于汽车、建筑、机械、航空等行业。

目前，我国国民经济持续快速发展，辊弯型材市场需求日趋增多，应用范围不断扩大，市场前景十分广阔。在其应用领域，辊弯型材的优点越来越被用户认识，它属于经济断面高效型材，与同类热轧型材相比较可节约金属15～30％，而且投资少，生产灵活，能满足用户的各种要求，在个性化市场发展中更显示出它独特的优越性，广泛采用辊弯型材取代热轧型材和其他品种，已成为不可阻挡的趋势。然而，目前的辊弯成形产品断面形状日益复杂，常规辊弯工艺在生产镁合金、铝合金和高强度钢等辊弯型材产品时，遇到了难以克服的困难。在成形过程中，由于板材的加工硬化，导致其强度、硬度升高，塑性、韧性降低，给板材继续进行塑性变形带来困难，当达到最大变形程度时，很容易导致型材破裂，使得成形无法继续进行。

与国外相比，目前我国急需开发不锈钢、高强度和超高强度低合金材质的辊弯型钢、铝合金、镁合金，以及超厚、超薄、尖直角系列的高难度复杂断面型材产品。其中，镁合金、铝合金和高强度钢等难成形型材的开发工作尤为紧迫。

专利号为ZL 200820123096.0的中国实用新型专利说明书中公开了一种U型槽钢冷弯成形设备，包括机座、主传动部、夹送装置、导向装置以及多个辊组，其中每个辊组包括依次设置的立辊装置和平辊装置，夹送装置、导向装置、辊组依次固定于机座上，并通过主传动部同步运作。该实用新型可直接生产出不同长度、宽度的U型槽钢，但弯角半径过大，难以生产出高精度尖直角的型材产品。

与常规辊弯成形工艺相比，辊心加热式辊弯成形工艺具有明显的优势。经过加热处理后的金属板材硬度低，加工容易，延展性能好，很好的解决了金属型材加工过程中型材破裂的问题，更易做出镁合金、铝合金、高强度钢等传统方法难成形的型材产品。

发明内容

为克服现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供金属板材的一种辊心加热式辊弯成形方法及其装置，以解决镁合金、铝合金、高强度钢等金属板材由于加工硬化而难成形的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，在保护气氛中对工作辊加热，待工作辊加热要求的温度后，热工作辊对金属板材进行辊弯加工，热量从工作辊传递至金属板材，对金属板材进行加热；对辊弯成形后的板材进行冷却，并按照设定的长度进行裁剪装箱；对金属板材进行加热、辊弯、冷却过程是在保护气氛中进行的。

根据上述方法实现的一种辊心加热式辊弯成形装置，包括辊弯成形机、计算机系统、加热系统、冷却系统、气体保护罩，其特征在于，所述辊弯成形机依金属板材的加工顺序，包括送料辊、辊子机组、成形机架、切断装置、支撑辊以及成品码垛箱；所述计算机系统包括CPU和连接线路，CPU通过连接线路与送料辊、加热系统、辊子机组、冷却系统、切断装置、支撑辊连通；所述加热系统包括交流电源、控温箱、热电偶、金属材料加热器，交流电源与控温箱连接，热电偶呈环形嵌入工作辊的侧面以测量工作辊表面温度，测得的温度反馈给控温箱，金属材料加热器一端固定，另一端加热端被悬臂支撑在上、下工作辊辊心内，控温箱控制金属材料加热器的加热电压；所述冷却系统包括冷却装置，依板材加工顺序位于辊子机组之后；所述气体保护罩分别与保护气体进气管、排气管相连接，保护气体进气管位于所述的气体保护罩的上部，排气管位于所述的气体保护罩的下部，所述气体保护罩在金属板材进出口处有砂封装置进行密封；加热系统、辊子机组、冷却系统在所述气体保护罩之内。

上述技术方案中，金属板材的加热、辊弯加工、冷却过程是在所述气体保护罩的热保护气氛中进行的，避免了金属板材在高温状况下的氧化现象，保证了产品的表面质量；热保护气体通过进气管进入所述气体保护罩，将所述气体保护罩内的冷空气经排气管驱排出；所述气体保护罩内的保护气体可选热氮气或热氢气。