权利要求

1.一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于，包括：

下模块(19)，及设置在下模块(19)顶部的上模块(18);

所述上模块(18)的顶部设置有对上模块(18)进行隔热的上模隔热垫板(17)，所述下模块(19)的底部设置有对下模块(19)进行隔热的隔热板(11);

所述上模块(18)的外围套设有用于对上模块(18)加热的上模感应加热线圈(14)，所述下模块(19)的外围套设有用于对下模块(19)加热的下模感应加热线圈(12)。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述上模隔热垫板(17)的顶部设置有带冷却水道的上模座(16)，所述上模隔热垫板(17)位于带冷却水道的上模座(16)和上模块(18)之间。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述隔热板(11)的底部设置有带冷却水道的下模座(10)，所述隔热板(11)位于带冷却水道的下模座(10)和下模块(19)之间。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述上模块(18)与下模块(19)的相对一侧均开设有模腔(13)，两组所述模腔(13)的形状相同。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述上模块(18)和下模块(19)均采用CP2M模具钢。

6.根据权利要求4所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述上模块(18)的内腔安装有两组上模测温传感器及线路通道(15)，其中一组所述上模测温传感器及线路通道(15)靠近模腔(13)，另一组所述上模测温传感器及线路通道(15)靠近上模块(18)的外表面。

7.根据权利要求4所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述下模块(19)的内腔安装有两组下模测温传感器及线路通道(20)，其中一组所述下模测温传感器及线路通道(20)靠近模腔(13)，另一组所述下模测温传感器及线路通道(20)靠近下模块(19)的外表面。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，其特征在于：所述上模隔热垫板(17)和隔热板(11)均采用抗压高温隔热材料。

说明书

技术领域

[0001]本实用新型涉及变电线路金具的热成形技术领域，具体为一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置。

背景技术

[0002]等温锻造是有利于难成形金属及轻合金实现超塑成形的有效方法。等温锻造要求模具升温到锻件锻造温度范围内，并保持高温状态。铝合金、镁合金的热模锻的模具温度较低，在始锻温度下模具表面最高可达400～500℃，且存在模具加热不均匀的问题。尤其对复杂型腔和大尺寸模具问题更突出，随着锻造合模时间的变化，模具温度必然会发生变化。

[0003]现有的等温锻造模具的加热方法，通常的加热装置分别安装在上模内外和下模内外，随模座固定在压机上横梁和工作台上。对上下模具可以埋设安装发热棒分别进行上下模块的加热。也可以在上下模块内安装感应加热线圈，或者模具外围安装感应线圈进行感应加热。

[0004]现有的模具加热系统受模具结构和模具材料导热性能的影响，控制系统的响应较低，以至于不能随着模具型腔的温度变化而进行有效的调整。这种滞后性较大的控制方法，是导致生产过程中，由于模腔内的坯料进入和零件出模，以及空模腔期间的热能补充的需求变化失控，产生过加热或者欠加热现象，因此我们需要提出一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置。

实用新型内容

[0005]本实用新型的目的在于提供一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，通过为了提高热平衡的速度和效率，选择性采用高导热率模具钢制造型腔上下模，为降低等温模具的无效热能消耗，阻断或降低热能损耗的路径，在模具外层采用隔热材料包裹感应线圈和模具，减少模具外表面与空气的接触与热交换。在保证等温锻造的必要温度条件下，降低感应加热的输入能，降低生产成本，应加热线圈与模具的模块或组合模块之间，采用高导热率模具钢，增加向内的热传导，以保持模具的温度，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

[0007]一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，包括：

[0008]下模块，及设置在下模块顶部的上模块;

[0009]所述上模块的顶部设置有对上模块进行隔热的上模隔热垫板，所述下模块的底部设置有对下模块进行隔热的隔热板;

[0010]所述上模块的外围套设有用于对上模块加热的上模感应加热线圈，所述下模块的外围套设有用于对下模块加热的下模感应加热线圈。

[0011]优选的，所述上模隔热垫板的顶部设置有带冷却水道的上模座，所述上模隔热垫板位于带冷却水道的上模座和上模块之间。

[0012]优选的，所述隔热板的底部设置有带冷却水道的下模座，所述隔热板位于带冷却水道的下模座和下模块之间。

[0013]优选的，所述上模块与下模块的相对一侧均开设有模腔，两组所述模腔的形状相同。

[0014]优选的，所述上模块和下模块均采用CP2M模具钢。

[0015]优选的，所述上模块的内腔安装有两组上模测温传感器及线路通道，其中一组所述上模测温传感器及线路通道靠近模腔，另一组所述上模测温传感器及线路通道靠近上模块的外表面。

[0016]优选的，所述下模块的内腔安装有两组下模测温传感器及线路通道，其中一组所述下模测温传感器及线路通道靠近模腔，另一组所述下模测温传感器及线路通道靠近下模块的外表面。

[0017]优选的，所述上模隔热垫板和隔热板均采用抗压高温隔热材料。

[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

[0019]1、本实用新型为了提高热平衡的速度和效率，选择性采用高导热率模具钢制造型腔上下模，为降低等温模具的无效热能消耗，阻断或降低热能损耗的路径，在模具外层采用隔热材料包裹感应线圈和模具，减少模具外表面与空气的接触与热交换，在保证等温锻造的必要温度条件下，降低感应加热的输入能，降低生产成本，感应加热线圈与模具的模块或组合模块之间，采用高导热率模具钢，增加向内的热传导，以保持模具的温度。

[0020]2、本实用新型采用高导热率模具钢制造模具型腔，提高感应加热线圈与模具的热传导，在模具外层进行隔热涂覆和包裹，减少模具的外表面散热，在模块与模座之间采用抗压高温隔热材料垫板，阻断模具结构间的导热，加快模具型腔的温度平衡，避免成形坯料因为成形温度的不均匀造成的成形缺陷，感应线圈在模具外层，便于维修和更换，具有较强的通用性，对模具的内部结构和设计法则没有改变，除了到导热模具材料的成本略有增加，其它加工和材料没有变化，因此成本变化不大，但是产品质量稳定性大大提高。

附图说明

[0021]图1是等温锻造模具的热能耗散示意图;

[0022]图2是本实用新型感应加热等温模具示意图。

[0023]图中：10、带冷却水道的下模座;11、隔热板;12、下模感应加热线圈;13、模腔;14、上模感应加热线圈;15、上模测温传感器及线路通道;16、带冷却水道的上模座;17、上模隔热垫板;18、上模块;19、下模块;20、下模测温传感器及线路通道。

具体实施方式

[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0025]本实用新型所述的装置，适合5xxx系、6xxx系和7xxx系铝合金的锻造。典型的锻件材料为6082，初始锻造温度为470℃，模具预热温度为390～420°C。

[0026]请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：

[0027]一种铝合金等温锻造模具的加热保温装置，包括：

[0028]下模块19，及设置在下模块19顶部的上模块18;

[0029]上模块18的顶部设置有对上模块18进行隔热的上模隔热垫板17，下模块19的底部设置有对下模块19进行隔热的隔热板11;

[0030]上模块18的外围套设有用于对上模块18加热的上模感应加热线圈14，下模块19的外围套设有用于对下模块19加热的下模感应加热线圈12。

[0031]通过在模块与模座之间加装隔热材料，阻断模块向模座的热传导，降低模块的失热率。非金属隔热材料的导热系数0.3W/M.K左右，只有钢的1.07%，因此可以大大降低模具结构的热传导，在模具外层采用隔热材料包裹线圈和模具，减少模具外表面与空气的接触与热交换，实验表明，在感应线圈外包裹隔热涂料，按最薄的可施工厚度，比直接裸露状态，降低辐射热损失量40%-65%，采用本实用新型后，中频感应加热电源的有效功率从22Kw，下降到14.5Kw,下降34%左右，在保证等温锻造的模温的条件下，实现了节能降耗。

[0032]上模隔热垫板17的顶部设置有带冷却水道的上模座16，上模隔热垫板17位于带冷却水道的上模座16和上模块18之间。

[0033]通过上模隔热垫板17位于带冷却水道的上模座16和上模块18之间，能够更有效地隔绝上模块18产生的高温，同时使冷却水道更接近热源，从而提高冷却效率，通过上模隔热垫板17的隔热作用，可以优化模具的温度分布，使冷却更加均匀，提高产品质量。

[0034]隔热板11的底部设置有带冷却水道的下模座10，隔热板11位于带冷却水道的下模座10和下模块19之间。

[0035]通过隔热板11底部的下模座带有冷却水道，可直接对隔热板11进行冷却，提高冷却效率，确保生产过程中的温度控制，隔热板11位于下模座和下模块19之间，可避免直接与高温下模块19接触，从而延长隔热板11的使用寿命。

[0036]上模块18与下模块19的相对一侧均开设有模腔13，两组模腔13的形状相同。

[0037]通过形状相同的模腔13能够确保生产出的零部件尺寸、形状一致，减少生产误差，提高产品的一致性和整体质量，使用形状相同的模腔13，可以简化生产流程，减少因更换或调整模腔13而带来的额外工作，降低生产成本，也便于模具的维护和保养，因为可以针对相同的模腔13进行统一的清洁、检修和更换，提高工作效率。

[0038]上模块18和下模块19均采用CP2M模具钢。

[0039]通过具采用CP2M模具钢，其导热率为40W/m°K，制造上模和下模CP2M模具钢的导热率较传统的H13热作模具钢高43%左右，上下隔热垫板选择性的采用AMANDA玻纤树脂材料加工制造，在500℃温度下，其导热率为0.3W/m°K，只有H13钢的1.07%，即热阻断能力提高近100倍，高温下其抗压强度是250-300MPa，满足螺旋压力机的锻造冲击载荷强度要求。

[0040]上模块18的内腔安装有两组上模测温传感器及线路通道15，其中一组上模测温传感器及线路通道15靠近模腔13，另一组上模测温传感器及线路通道15靠近上模块18的外表面。

[0041]通过上下模内各安装2只热电偶温度传感器，其中一支尽可能靠近模腔13，检测模腔13的温度，另一支靠近上下模具外表面，接近上模感应加热线圈14和下模感应加热线圈12，监测上下模具外壁温度，当S1和S2的温度差加大时，控制器加大感应加热功率，以缩小二者的差距，当S1与S2温度接近时，减小感应线圈的功率，以保持模具温度的恒定。由于上模为上下运动状态，其模面失温较快，因此上模的温度控制与调整比下模要求更快，上下模的温控设置主要在PLC的控制参数设定上不同，具体在P ID控制参数的不同。

[0042]下模块19的内腔安装有两组下模测温传感器及线路通道20，其中一组下模测温传感器及线路通道20靠近模腔13，另一组下模测温传感器及线路通道20靠近下模块19的外表面。

[0043]通过该模具使用的是中频感应加热电源，电源采用全数字式集成控制系统，同时，在上模块18和下模块19上分别设置两个测温点，通过测温点所测数据对加热温度与升温速率进行反馈控制。

[0044]上模隔热垫板17和隔热板11均采用纤维陶瓷抗压高温隔热材料。

[0045]通过在模块与模座之间采用抗压高温隔热材料垫板，阻断模具结构间的导热，加快模具型腔的温度平衡，避免成形坯料因为成形温度的不均匀造成的成形缺陷，感应加热的能量，除了有限的一部分通过模具的传导，被温度不断下降的坯料吸收，从而提升或保持必须的锻造温度外，其余的热能被感应线圈的冷却水、模具外表面的辐射，以及与环境空气的对流失散外，还有一部分通过上下模座的传导，经过压力机的工作台和滑块消散，有效能的利用的提高，有助于降低成本，保证生产稳定性和装备寿命。

[0046]工作原理：本实用新增在使用时采用高导热率模具钢制造模具型腔，提高下模感应加热线圈12和上模感应加热线圈14与上模块18和下模块19之间的热传导，在上模块18和下模块19的外层进行隔热涂覆和包裹，减少上模块18和下模块19的外表面散热，在上模块18和下模块19与带冷却水道的下模座10和带冷却水道的上模座16之间采用抗压高温隔热材料垫板，阻断模具结构间的导热，加快上模块18和下模块19合模状态的模腔13的温度平衡，避免成形坯料因为成形温度的不均匀造成的成形缺陷，上模隔热垫板17和隔热板11分别位于上模块18和下模块19的外层，便于维修和更换，具有较强的通用性。

[0047]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

说明书附图(2)