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解决兰州铝型材弯圆冷却弯曲的方法

2022-05-25  来自: 兰州自然圆弧拉弯加工厂 浏览次数:26

  随着铝合金型材在建筑、电子、汽车、轨道交通等领域的应用越来越多,铝合金型材的形状也日趋多样化和复杂化。某些形状的型材会给挤压生产带来一定的困难,形状不对称,壁厚不均匀,而型材截面各点冷却速度不均匀是造成收缩应力不平衡的主要原因。通过制作和使用高压气溶胶喷嘴,对型材进行局部冷却,使型材截面各点的冷却速度和收缩应力趋于平衡,最终降低型材冷却后的弯曲度,提高矫直性能配置文件的质量。兰州铝型材弯圆

  试验条件为型材出口温度,挤出速度10~12m/min,高压气溶胶压力约0.4MPa,气水混合比约5:1,水温40~45℃,及喷嘴数量1、试验结果为,型材离开拖拉机时,厚壁件或空心管表面温度为340~350℃,薄壁件表面温度约为370℃,冷却后弯曲型材的弧H为200~250mm。

  拉伸产品冷却后的弯曲过程可分为以下几个阶段:

  (1)型材薄壁部分温度下降较快,收缩力先产生,厚壁部分或空心管部分温度下降较慢,几乎没有收缩力;

  (2)薄壁部分截面积小,产生的收缩力小,或被牵引车的牵引力消除;

  (3)型材离开拖拉机时,温度继续下降;

  (4)型材厚壁部分或空心管部分的截面积大,随着温度的下降,逐渐产生较大的收缩力,薄壁部分的温度升高已明显下降,不再产生收缩力或收缩力小;

兰州铝型材弯圆

  (5)型材断面收缩力不均匀,型材沿挤压方向向厚壁部分或空心管部分弯曲。

  2测试条件和测试计划

  根据以上原理分析,我们设计并采用高压气溶胶喷嘴在出口处对型材A和B进行局部冷却,使型材整体冷却速度趋于同步均匀。

  我们分别在正常冷却条件和局部冷却条件下对试验型材进行冷却,测量型材离开拖拉机进入冷床时各部分的表面温度,并测量型材矫直前的弯曲程度。

  3.1表面温度

  经过一般冷却和局部冷却两种情况,型材离开拖拉机时各部分的表面温度。

  在普通冷却条件下,当A、B两条型材离开拖拉机时,厚壁件或空心管的表面温度比薄壁件高70~100℃左右。在局部冷却方式中,虽然不使用滑台的风扇进行冷却,但薄壁部分的表面温度比普通冷却要高。该零件的温度低于普通冷却,在相同条件下甚至低于薄壁零件的表面温度。试验结果表明,局部冷却方式能有效调节型材出料后的冷却平衡。

  主要原因如下:

  (1)在普通空冷条件下,型材与空气接触的各部分的传热系数相等,但由于壁厚或形状不同,各部分的散热速度不相等,所以厚壁部分或中空管的散热速度比薄壁部分慢[2];

  (2)采用局部高压气溶胶冷却时,由于有空气和水两种热交换介质,水的热交换系数比空气大,可以提高散热率;

  (3)高压空气将水雾化,增加了水与型材接触的表面积,同时破坏了水与高温型材接触时产生的汽膜,提高热交换效率[3];

  (4)高压气溶胶喷嘴方向性强,气溶胶夹角约为25°~30°,可实现局部冷却而不影响型材其他部位。

  3.2型材弯曲度

  型材在正常冷却和局部冷却后矫直前弯曲度H的测量结果。测量对比结果表明,出口局部冷却可以有效降低型材在冷却过程中的弯曲程度。

  主要原因是型材出料时,难以冷却的厚壁部分或中空管,被高压气雾迅速冷却,产生强烈的收缩应力,而材料自然冷却薄壁部分也会产生一定的收缩应力。虽然前者的收缩应力大于后者,而且左右收缩应力仍然不平衡,但由于型材是由拉拔机拉动的,所以不平衡的收缩应力被拉力抵消了。当型材离开拖拉机时,型材整体温度已降至350℃左右,冷床采用风冷产生的收缩应力较小,左右两侧收缩应力不平衡也很小。因此,当型材冷却到室温时,弯曲也较小。

  通过观察型材冷却引起的弯曲现象,我们得到了这种现象的规律和原理。通过制作和使用特殊的局部冷却装置,我们测试了两种具有代表性的型材,最终得出以下结论:

  (1)在普通风冷条件下,型材会向冷却较慢的部分弯曲,冷却速度差异越大,弯曲程度越高[4,5];

  (2)高压气溶胶冷却方式,可有效加快型材局部冷却;

  (3)甘肃铝型材弯圆出料时,对难冷部分采用局部冷却,以平衡易冷部分的冷却速度,可降低型材在冷床上冷却后的弯曲度.

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