[发明专利]用于金属管材无模热成形或热处理的装置

说明书

本发明公开了一种用于金属管材无模热成形或热处理的装置，包括机械驱动模块，具有两块可沿直线运动的机架推板，用于为金属管材的变形或运动提供驱动力；感应加热模块，用于实现金属管材的局部快速加热；环形冷却模块，用于实现金属管材的局部快速冷却；测量反馈模块，用于监测金属管材的温度数据和施加在金属管材上的驱动力数据，并基于温度数据和驱动力数据对机械驱动模块、感应加热模块和环形冷却模块的工作模式进行反馈调节；支撑固定模块，用于支撑机械驱动模块、感应加热模块、环形冷却模块和测量反馈模块。本发明实施例提供的金属管材无模热成形装置，可用于金属管材的无模拉伸、无模压缩、梯度热处理等工艺，以实现多种功能的快速无模热成形和热处理。

技术领域

本发明涉及金属管材热成形技术领域，尤其涉及一种金属管材无模热成形装置，这种装置也可以用于对金属管材(棒材)进行热处理，包括梯度热处理。

背景技术

金属管材是日常生活和生产中应用较为广泛的零件，在医疗和电子领域中微型金属管材常应用于药物注射和电子器件散热，而注射用微型管材和大规模集成电路中的微型热管的直径一般均小于0.5mm，因此对金属管材的成形精度具有较高要求。

在汽车行业中，径厚比较大的金属波纹管和梯度热处理后的金属厚壁管材常用作车辆碰撞时的缓冲吸能元件；在化工和压力容器行业中，厚壁波纹管也常被用作波纹管换热器，用于传输高压液体。目前金属波纹管的传统成形方式有液压成形法、机械加工法、滚压成形法、焊接成形法和沉积成形法等，对于不同尺寸规格的金属波纹管的加工，需要更换不同的成形模具，而这些工艺方法通常需要大吨位的压力机以及完备的密封系统，成形设备结构复杂，造价高昂。针对该问题，国内外学者提出了无模成形金属波纹管的方法，如公开号为CN106964680A的连续无模成形装置，通过多组夹辊配合实现进给压缩的功能；但装置所需的夹辊结构复杂，对于不同直径的管坯还需要更换相应型号的夹辊，而且夹辊上的辊头以摩擦力的形式提供轴向压缩力，容易造成划痕，降低管坯表面质量。

另外，随着应用场景日益复杂，对于力学性能成梯度分布的异性金属管材的需求也在逐年上升，要实现精确控制的梯度热处理，往往需要专门定制的设备。如公开号为CN109797273A的棒状材料梯度热处理装置，采用加热炉作为热源，通过移动热电偶的方式实现连续测温，但这种方式温度测量反馈速度较慢，且没有调节系统，难以实现较为精确的梯度热处理。

因此，有必要提供一种结构简单，灵活可靠的多功能金属管材无模成形及热处理装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术和装置的不足，提供一种能够实现金属管材无模拉伸、无模压缩以及梯度热处理成形技术的多功能装置。该装置具有运动稳定、反馈调节、装配自由等特点，能够实现灵活可控、高效节能的快速成形和热处理。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于金属管材无模热成形或热处理的装置，包括：

机械驱动模块，具有两块可沿直线运动的机架推板，用于为金属管材的变形或运动提供驱动力；

感应加热模块，用于实现所述金属管材的局部快速加热；

环形冷却模块，用于实现所述金属管材的局部快速冷却；

测量反馈模块，用于监测所述金属管材的温度数据和施加在所述金属管材上的驱动力数据，并基于所述温度数据和驱动力数据对所述机械驱动模块、感应加热模块和环形冷却模块的工作模式进行反馈调节；

支撑固定模块，用于支撑所述机械驱动模块、感应加热模块、环形冷却模块和测量反馈模块。

优选地，所述测量反馈模块包括计算机、以及分别与所述计算机连接的拉压力传感器和红外热像仪。

优选地，所述机械驱动模块还包括与所述计算机连接的驱动控制单元以及与所述驱动控制单元连接的两组驱动机构，每组驱动机构包括动力组件、连接所述动力组件与机架推板的传动组件。