[发明专利]一种挤压模具冷却通道结构及冷却方法

说明书

一种挤压模具冷却通道结构及冷却方法。所述冷却通道结构\在挤压垫本体上设置有双层的液氮、循环水冷却通道。双层液氮、循环水冷却通道分别为第一层液氮、循环水复合冷却通道和第二层循环水冷却通道。第一层液氮、循环水复合冷却通道将液氮冷却管道置于循环水冷却通道内部。液氮冷却通道随后与模具型腔相通，液氮经高温气化成氮气由出口喷出，对型材出口表面进行保护。第二层循环水冷却通道采用循环水作为冷却介质。在模垫上加工冷却通道，挤压过程中持续不断的通入液氮、循环水对高温的挤压模具进行冷却。采用双层液氮、循环水复合冷却通道，可以降低型材出口温度，提高型材表面质量、模具寿命和挤压生产效率，降低了生产成本,利用较少的液氮可以达到相同的效果。

技术领域

本发明属于铝型材生产技术领域，涉及一种在铝型材生产中冷却挤压模具的液氮、循环水复合通道结构。

背景技术

在铝型材生产过程中，通过将铝棒料放入挤压筒内，经过挤压模具的成形，生产出相应的铝型材产品。当型材通过模具后，由于铝棒与模具剧烈的摩擦以及铝棒的塑性变形，会产生大量的热量，在模具的出口处，高温型材暴露在空气中，表面易被氧化，导致型材的表面光洁度较低。因此，挤压模具的冷却及型材出口处表面的保护成为众多学者和工程师长期研究的一个重要领域，其意义和作用不言而喻。

有的生产厂家单独采用液氮作为冷却介质，虽然效果较好，但由于液氮冷却高昂的成本，限制了该技术的大范围应用；有的生产厂家单独采用水作为冷却介质，虽然成本较低，但无法对型材的出口表面形成有效的保护。

综上，针对以上缺点，需要提供一种新的模具冷却方案来同时考虑冷却效果及生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前的模具冷却技术发展现状，提供了一种模具冷却通道结构及冷却方法。该冷却通道结构结合了液氮作为冷却介质的优点和水作为冷却介质的低成本，具有很好的工程实用性。

一种挤压模具冷却通道结构，模具包括挤压垫本体、挤压模具上模、挤压模具下模，其特征在于：冷却通道结构主要包括液氮入口、循环冷却水入口、液氮下方冷却通道、液氮冷却管道、第一层冷却通道、第二层冷却通道、氮气下方出口、循环冷却水出口、氮气上方出口、液氮上方冷却通道；循环冷却水入口位于第一层冷却通道的左侧，出口位于第二层冷却通道的右侧；液氮冷却管道置于第一层冷却通道内部；在第一层冷却通道的出口处，液氮冷却管道与液氮下方冷却通道、液氮上方冷却通道联通，液氮上方冷却通道和液氮下方冷却通道各有一个出口。

进一步地，第一层冷却通道采用环形冷却通道，冷却介质为液氮、循环水。

进一步地，第二层冷却通道采用环形冷却通道，冷却介质为循环水。

进一步地，管道采用304不锈钢，或选用铜、铝合金等其他材质。

进一步地，氮气下方出口、氮气上方出口的数量可以根据型材的截面尺寸进行调整，在实际中遇到宽幅型材时，可适当的增加出口的数量，以保证型材表面质量均匀一致。

进一步地，第一层冷却通道、第二层冷却通道的形状可以根据型材的截面形状进行调整，可以为圆形、方形、椭圆形等；所述第一层冷却通道和第二层冷却通道的尺寸可以根据模具的大小进行调整。

进一步地，所述液氮冷却管道、第一层冷却通道、第二层冷却通道、液氮下方冷却通道、液氮上方冷却通道的截面尺寸可以根据铝型材的材料、挤压速度特征进行调整，合理的分配液氮、循环水的流量，以达到更好的冷却效果。

进一步地，液氮入口和循环冷却水入口的位置可以根据型材截面形状进行调整，以达到更好的冷却效果。

一种采用如上所述冷却通道结构冷却模具的方法，包括以下冷却步骤：

1)在挤压模具预热后，首先通过液氮冷却管道通入液氮，经气化生成氮气，由氮气下方出口、氮气上方出口喷出形成保护气氛，随后开始挤压生产；