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1、10申请公布号CN101972798A43申请公布日20110216CN101972798ACN101972798A21申请号201010273651X22申请日20100906B21D5/14200601B21D37/1620060171申请人北方工业大学地址100144北京市石景山区晋元庄路5号72发明人韩飞王在林刘继英艾正青54发明名称辊心加热式辊弯成形方法及其装置57摘要本发明涉及金属板带的一种辊心加热式辊弯成形方法，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。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。
2、金属板材进行辊弯成形，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。另外本发明根据上述方法还提供了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。与传统辊弯成形装置相比，本发明具有成形道次少、产品表面质量高、更易对难成形的金属板材进行加工的优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页CN101972800A1/1页21一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。
3、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；所述加热系统包括交流电源、控温箱、热电偶和金属材料加热器，交流电源与控温箱连接，热电偶呈环形嵌入工作辊的侧面，热电偶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；加热系统、辊子机组、冷却系统在所述气体保护罩之内。2根据权利要求1所述的辊心加热式辊弯成形装置，其特征在于，所述计算。
4、机系统包括CPU和连接线路，CPU通过连接线路与送料辊、辊子机组、加热系统、冷却系统、切断装置、支撑辊连通。3根据权利要求1所述的辊心加热式辊弯成形装置，其特征在于，所述冷却系统包括冷却装置，位于辊子机组之后；所述冷却系统冷却速度为100/MIN300/MIN；冷却装置可选用水冷装置、层流冷却装置、高速气体喷射冷却装置、高氢保护气体喷射冷却装置的任一种。4采用如权利要求1所述装置的一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，在所述气体保护罩的保护气氛中，所述计算机系统控制所述加热系统，对工作辊加热；待工作辊加热至所述计算机系统设定的温度后，所述辊弯成形机在所述计算机系统的控制下开始运行；热工作辊在。
5、对金属板材的辊弯成形过程中，热量从工作辊传递至金属板材，对金属板材进行加热；经所述辊弯成形机加工完成后，金属板材进入所述冷却系统冷却；最后所述计算机系统控制切断装置按照设定的长度对金属板材进行裁剪，支撑辊将裁剪后的板材运至成品码垛箱进行装箱。5根据权利要求4所述的辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，在所述加热系统中，工作辊需要加热时，控温箱控制金属材料加热器加热所需的电压，通过金属材料加热棒对工作辊进行加热，热电偶测量工作辊表面温度，并将测得的温度反馈到控温箱；当工作辊表面温度达到所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制控温箱，使金属材料加热器停止加热，所述计算机系统控制所述辊弯成形机，。
6、对金属工件进行辊弯加工；当工作辊表面温度低于工作辊要求温度范围时，所述计算机系统控制控温箱对金属材料加热器继续加热。6根据权利要求4所述的一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，所述加热系统的加热功率在1KW到10KW之间，功率随工作辊尺寸大小而变化，加热后工作辊表面温度在200到900之间。7根据权利要求4所述的一种辊心加热式辊弯成形方法，其特征在于，所述气体保护罩内的热保护气体可以为热氮气或热氢气。权利要求书CN101972798ACN101972800A1/4页3辊心加热式辊弯成形方法及其装置技术领域0001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。
7、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0002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。0003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1530，而且投资少，生产灵活，能满足用户的各种要求，在个性化。
8、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。0004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。。
9、0005专利号为ZL2008201230960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。0006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。
10、内容0007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。0008为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下说明书CN101972798ACN101972800A2/4页40009一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。0010根据上述方法实现。
11、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。
12、，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。0011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。0012在辊弯成形过程中，事先用热氮气驱排所述气体保。
13、护罩中的冷空气，热氮气从所述气体保护罩顶部的进气管进入，由于热氮气比重较所述气体保护罩中的冷空气小，所述气体保护罩内氮气为微正压200PA20MM水柱左右，罩内冷空气经砂封及底部排气管被逐步驱排出去，实现加热、在线辊弯成形、冷却时的在线气体保护。0013所述加热系统采用金属材料加热棒对工作辊进行加热，金属材料加热器的加热功率在1KW到10KW之间，功率随工作辊尺寸大小而变化，加热后工作辊表面温度在200到900之间，热量从工作辊传递至金属板材，使金属板材的温度升高，以消除金属板材的加工硬化影响。0014在所述加热系统中，电源与控温箱连接，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。
14、作辊辊心内，工作辊需要加热时，控温箱控制金属板材加热器加热所需的电压，热电偶位于工作辊的侧面呈环形，热电偶测量工作辊表面温度，测得的温度反馈给CPU，当工作辊表面温度达到要求温度时，金属板材加热器停止加热，对金属板材进行辊弯；当工作辊表面温度低于工作辊要求温度范围时，金属材料加热器继续加热，不影响辊弯工作，从而实现通过闭环温控装置控制安装在轧辊辊心内加热器的加热状态，进而控制轧辊表面温度的目的。0015金属板材经所述辊弯成形机加工完成后，进入所述冷却系统，冷却速度为100/MIN300/MIN，提高工件的强韧性，所述冷却系统的冷却装置可以选用水冷装置、层流冷却装置、高速气体喷射冷却装置、油冷装。
15、置、高氢保护气体喷射冷却装置的任一种。0016钢及其合金在250400温度范围回火会发生“不可逆回火脆性”现象，因此说明书CN101972798ACN101972800A3/4页5在此温度范围加热时，可选用含杂质元素较少的钢材，以降低低温回火脆性的影响。0017本发明与现有辊弯成形技术相比，具有以下突出优点和效果00181、本发明可以减小金属板材的加工硬化，提高金属板材的成形极限，减低材料的变形抗力，增加材料流动的均匀性、韧性和延展性，提高了金属板材的成形性能；00192、本发明降低了辊弯成形机组的机械负荷，辊弯成形过程中的成形道次也可以相应减少，节省了成形工艺，提高了经济效应；00203、本。
16、发明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金属型材破裂的问题，因此更易对镁铝等难成形合金和高强钢进行加工；00214、本发明解决了金属板材加热过程中的氧化层问题，保证了加工后产品的表面质量。附图说明0022图1是本发明所提供的一种辊心加热式辊弯成形装置的结构示意图；0023图2是所述加热系统采用金属材料加热器的示意图；0024图3A是所述冷却系统采用水冷方式的装置示意图；0025图3B是所述冷却系统采用水冷方式装置左视图；0026图4A是本发明的实施例1、例2中型材截面图；0027图4B是本发明的实施例1、例2中型材立体示意图。0028图中所示标号为1。
17、金属板带卷坯、2金属板带、3送料辊、4成形机架、5砂封装置、6保护气体进气管、7辊子机组、8气体保护罩、9冷却装置、10排气管、11切断装置、12支撑辊、13成品码垛箱、14交流电源、15控温箱、16导电线、17限位螺母、18轴承、19热电偶、20金属材料加热器、21上工作辊、22下工作辊、23支座、24进水口、25减压箱、26进水管、27金属工件、28整流板、29锥形喷嘴、30金属工件进出口。具体实施方式0029下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的装置做进一步的详细描述0030本发明所提供的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。如图1所示，所述辊弯成形机包括送料。
18、辊3、成形机架4、辊子机组7、切断装置11、支撑辊12以及成品码垛箱13；所述计算机系统包括CPU、连接线路，CPU通过连接线路与送料辊3、辊子机组7、冷却系统、切断装置11、支撑辊12连通；所述加热系统包括交流电源14、控温箱15、热电偶19、金属材料加热器20；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8分别与保护气体进气管6、排气管10相连接，保护气体进气管6位于所述的气体保护罩8的上部，排气管10位于所述气体保护罩8的下部，在金属板材经过处有砂封装置5进行密封，加热系统、辊子机组7、冷却系统在所述气体保护罩之内。0031在辊弯成形前，用热氮气驱排所述气体保。
19、护罩8中的冷空气，所述气体保护罩8内冷空气经砂封及底部排气管被逐步驱排出去；在所述气体保护罩8的保护气氛中，金属板材开卷后，进入辊弯成形机，经过送料辊3，进入辊子机组7进行加热辊弯；当辊说明书CN101972798ACN101972800A4/4页6子机组7的辊子表面温度达到所述计算机系统设定的温度时，金属材料加热器20在控温箱15控制下停止加热，对金属板带2进行辊压，当辊子机组7的辊子表面温度低于所述计算机系统设定的温度范围时，金属材料加热器20继续加热，不影响辊弯工作；待金属板材加工完成后，进入冷却装置9进行冷却，然后通过所述计算机系统控制切断装置11按照所述计算机系统设定的长度进行裁剪，。
20、支撑辊12将裁剪后的板材运至成品码垛箱13进行装箱。0032图2是所述加热系统采用金属板材加热器的装置示意图。图中，交流电源14与控温箱15连接；金属材料加热器20一端固定，另一端加热端被悬臂支撑在上工作辊21和下工作辊22辊心内；辊子机组7的辊子需要加热时，控温箱15控制金属材料加热器20加热所需的电压，金属材料加热器20从而对工作辊进行加热；位于工作辊的侧面呈环形的热电偶19测量工作辊表面温度，并将测得的温度值反馈到控温箱15，控温箱15将得到的温度值与设定的温度值进行比较，以判断是否继续对金属材料加热器17提供所需的电压，从而实现通过闭环温控装置控制安装在轧辊辊心内加热器的加热状态，进而。
21、控制轧辊表面温度的目的。0033实施例10034采用辊心加热式辊弯成形装置，成形截面如图4A所示。成形厚10MM，宽7232MM的DP800超高强度钢，成形速度为20MM/S，设定所述加热系统选用金属材料电阻式加热器，功率为15KW，设定所述冷却系统为水冷却装置，冷却速度为150/MIN，预先对工作辊加热，待热电偶测得的温度达到900后，对钢材辊弯加工，板材的温度在2MIN内上升到830，辊弯成形后得到如图4A、4B所示截面形状的热辊弯型钢。0035实施例20036采用辊心加热式辊弯成形装置，成形截面如图4A所示。厚度10MM，宽度7232MM的Q235的普碳钢板，成形速度为30MM/S，设定。
22、所述加热系统选用金属板材电阻式加热器，功率为10KW，设定所述冷却系统为热水冷却装置，冷却速度为250/MIN，预先对工作辊加热，待热电偶测得的温度达到900，对钢板进行辊弯成形，钢板的温度在2MIN内上升到830，辊弯成形后得到如图4A、4B所示截面形状的热辊弯型钢。0037综上所述，本发明所述的一种辊心加热式辊弯成形方法及其装置，将加热装置、冷却装置应用到辊弯过程中，解决了常规的辊弯成形中金属板材由于加工硬化而成形困难的问题。另外，本发明集辊弯成形系统、加热系统、冷却系统、计算机系统于一体，可调性好，节省了加工时间，提高了效率。本发明的设计合理，操作使用方便，可控性好。0038以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。说明书CN101972798ACN101972800A1/3页7图1说明书附图CN101972798ACN101972800A2/3页8图2图3A图3B图4A说明书附图CN101972798ACN101972800A3/3页9图4B说明书附图CN101972798A。