[发明专利]一种恒温高速挤压液氮冷却装置及冷却工艺

说明书

本发明提供一种恒温高速挤压液氮冷却装置，在挤压模具的专用模垫上根据型材形状和变形量开设有冷却通道和高压水通道，其中：所述冷却通道通过液氮管路连接液氮供给装置，液氮通过冷却通道上的液氮喷嘴喷射在模具的表面，用于吸收铝棒变形、摩擦带来的热量，降低模具温度；所述高压水通道与所述冷却通道相邻设置，高压水通过高压水通道上的水汽喷嘴喷射在模具的表面；在挤压模具的出料口设有红外线测温装置，用于实时检测铝棒温度；本发明还提供一种采用上述恒温高速挤压液氮冷却装置的冷却工艺。本发明的恒温高速挤压液氮冷却装置及冷却工艺能够实现高速挤压状态下控制挤压升温，有助于提高挤压效率和产品的表面光洁度。

技术领域

本发明涉及金属型材加工领域，尤其涉及一种恒温高速挤压液氮冷却装置及冷却工艺。

背景技术

铝型材因具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、外形美观等优点，广泛应用于建筑、车辆、船舶、飞机、电子、家居装饰等各个领域。其发展速度远高于其它金属材料，其消费也仅次于钢铁。

挤压成型作为铝型材生产中的主导技术和核心环节，是保障产品质量、缩短投产时间和提高模具寿命的关键所在。在挤压过程中，金属的变形和摩擦会导致铝合金挤压温度的升高，且温度升高的程度会随着挤压速度的增加而增加。挤压温度的升高将会给铝型材生产带来诸多不利影响，例如，会使型材力学性能下降、表面氧化变化、甚至发生热裂。因此，降低变形和摩擦所产生的热量成为铝加工行业中急需解决的问题。

液氮冷却技术能够能有效解决挤压过程中模具的温升问题，因此受到国内外越来越多的铝型材企业的关注。研究发现采用模具液氮冷却技术能取得较多显著的效益：1、低温液氮在对模具冷却的同时会马上蒸发为具有惰性的氮气，能够保护模具和挤压型材表面，使其不被高温氧化；2、模具液氮冷却中带走的多余热量能够增加挤压速度和延长挤压连续运行的形成；3、模具液氮冷却过程能精确控制液氮流量，不会造成坯料过冷，从而达到最佳冷却效果及其最佳工艺温度，能够最大限度提高挤压效率，当大批量挤压某种型材时，采用液氮冷却模具技术，可取得较为显著的经济效益；4、模具液氮冷却还可以在一定程度上延长模具寿命。

在工业铝型材生产行业，尤其是汽车用高档铝型材的公司，在铝型材挤压过程中，如果挤压速度过慢，则会影响挤压的生产效率，如果挤压速度过快，则会造成金属流动不均匀，产品表面会出现麻点、裂纹、拖伤、拉裂等缺陷。所以，挤压铝材要保证一定的高速挤压，控制挤压温升是必由之路，液氮冷却是解决这一难题的较好方式。

目前较先进的模具冷却系统均是由计算机控制，既能使模具充分冷却，又不会使坯料过冷，具有较高的可操作性和实用性。在实际应用中，一般采用以下三种液氮通道设计的冷却方法：1、工作带直接冷却法；2、模外冷却法；3、模垫冷却法。其中，在模具本体上直接加工液氮通道的难度较大，模外冷却则冷却效率较低。采用模垫冷却法具有加工容易、冷却介质分配均匀、冷却效率高的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种恒温高速挤压液氮冷却装置及冷却工艺，能够实现高速挤压状态下控制挤压升温，有助于提高挤压效率和产品的表面光洁度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种恒温高速挤压液氮冷却装置，在挤压模具的专用模垫上根据型材形状和变形量开设有冷却通道和高压水通道，其中：

所述冷却通道通过液氮管路连接液氮供给装置，液氮通过冷却通道上的液氮喷嘴喷射在模具的表面，用于吸收铝棒变形、摩擦带来的热量，降低模具温度；

所述高压水通道与所述冷却通道相邻设置，高压水通过高压水通道上的水汽喷嘴喷射在模具的表面；

在挤压模具的出料口设有红外线测温装置，用于实时检测铝棒温度。

为了优化上述的技术方案，本发明采取的技术措施还包括：