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钛合金薄壁结构大型超塑成型机加热平台系统

钛合金薄壁结构大型超塑成型机加热平台系统

时间:2020-06-16 11:25:22

所属分类:航空航天高温设备

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1、设备名称、台数

钛合金薄壁结构大型超塑成型机加热平台系统     二台

2、设备用途和工作条件

2.1本机具有独立的加热系统、电气系统、钢加热平台、温度控制系统,陶瓷隔热承压平台、加热元件、水循环冷却系统、四侧保温炉门等部分组成。本机四侧炉门具有自动升降控制,四个侧面设置耐高温陶瓷纤维保温材料,四个侧面炉门内壁上设置加热系统,上下钢加热平台中设置有用于放置单头加热管的圆孔,设置单头加热管发热,钢加热平台和磨具同时受热,整个炉膛的温度升高,自动记录仪具有自动记录历史数据和升温曲线,智能仪表具有超温自动报警功能。钢加热平台的下方设置陶瓷隔热承压平台,陶瓷平台上设置单头加热管;冷却保护板中有冷却水循环以阻止热量向液压机传递,周围保温层可以减少设备操作时的热量损失。热成型加热平台共有两组,分别安装在液压机的上工作台和下工作台上,同四面的保温门一起构成加热系统。

2.2本机适用于钛合金板材的热冲压、热矫形的制造工艺。

2.3设备在室内配合500T钛合金薄壁结构大型超塑成型机使用,允许环境温度:0℃-45℃;冷却水供水:压力:0.25-0.4MPa,进水温度:≦25℃;相对湿度:≦90%;电源电压:380V±10%AC,三相五线,50HZ。

3、主要技术参数

序号

              项目

单位

规格

1

炉膛使用温度范围

50-1050

2

炉膛尺寸

mm

1800×1350×1200

3

热成型加热平台尺寸

mm

1800×1350

4

热成型加热平台数量

/台

2

5

陶瓷隔热承压平台

/台

2

6

磨具平台上平面离地面高度

mm

与压力机吻合

7

两侧炉门升降高度

mm

600

8

前后炉门升降高度

mm

1000

9

单头加热管加热元件(陶瓷平台上)

单头加热管

10

炉膛内壁上加热元件

6组含钼耐高温电炉丝

11

炉内主加热系统(四个侧面)

6

12

辅助加热系统(陶瓷平台上)

18

13

炉膛温度均匀性

±6

14

升温速率

20-85/h

15

电源电压

V

380±10%AC,三相五线,50HZ

16

加热功率72*1.2KW

KW

86.4KW

17

四侧炉门

4

18

炉门自动升降系统

4

 

4、加热系统

4.1加热系统:整个加热系统分为两个系统,一个系统为辅助加热系统,加热元件为单头镍合金丝,安装在磨具平台内设置的圆孔内,接线端设置在磨具平台的外部,具有安装方便的特点;另一个系统为主加热系统设置在四侧炉门的内壁上,镶嵌含钼耐高温电炉丝(0Cr27AI17Mn2),用于保证炉膛快速加热和保证炉膛的温度均匀性。

4.2钢加热平台下陶瓷隔热承压平台具有阻断热量向压力机方向传递,还具有承压功能,陶瓷隔热承压平台为新型梯度保温承压平台,采用特殊的梯度材料和制作工艺,既具有承压功能、保温功能,又具有长寿命功能。

4.3炉膛尺寸:1800×1350×1200mm

4.5炉膛保温材料,炉膛的保温材料为真空成型的氧化铝纤维板,具有热熔小,保温性能好、节能的特点。

4.6四侧炉膛内壁上的加热系统共分为6个区,分别设置6支热电偶,每只热电偶的套管内设置两个测温元件,分别于一个控温仪表和一个显示仪表相连接。

4.7炉膛内的主加热系统温度为1050℃,辅助加热系统加热温度为850℃,有利于单管加热器的寿命。

4.8测温元件为K型热电偶,测温范围为0-1200℃。

4.9炉膛的温度均匀性为:±7℃

5、钢加热平台、陶瓷隔热承重平台

5.1钢加热平台尺寸:1800×1350mm

5.2热成形加热平台主要作用为安装磨具、承压、耐温和保温,热成形加热平台内设置有一排圆孔,圆孔的中心线在一个平面内,单头加热元件从开口的一端插入圆孔内,单头加热元件发热后,把热量传递给磨具平台,钢加热平台被加热后,炉膛温度升高;热成形磨具平台选用高温合金制作,钢加热平台上加工有T形槽用于安装模具。

5.3耐高温陶瓷隔热承重平台设置在钢加热平台的下部,主要具有承载和保温隔热的作用。耐高温陶瓷隔热承重平台下部是水循环冷却板。

6、水循环冷却板

6.1下部的水循环冷却板材质为不锈钢材质,设置在钢加热平台下部陶瓷隔热承重平与机床底座之间,通过水循环冷却,以减少加热炉的热量传到机床本体,从而减少机床因受热产生的变形。

6.2上部的水循环冷却板材质为不锈钢材质,设置在钢加热平台上部陶瓷隔热承重平机床底座之间,通过水循环冷却,以减少加热炉的热量传到机床本体,从而减少机床因受热产生的变形。

6.3水冷系统由水泵、过滤器、流量传感器、温度传感器、管道等组成。

6.4水泵:根据超塑成型水冷系统的需要,上、下隔热平台的水流量不小于1000L/h;水泵流量应大于上、下平台的水流量之和。

6.5过滤器:过滤进水中的杂质,防止管道堵塞。

6.6流量传感器:检测水冷系统的水流流量,管道中的水流量低于1000L/h时系统发出报警。

6.7温度传感器:检测水冷系统回水温度,如回水温度高于60℃,系统发出报警。

7、控制气路与炉门升降系

7.1工作室的四侧均有保温炉门,炉门为不锈钢板结构加保温材料。前后炉门上下移动的导轨固定在顶梁,由气压控制上下移动,开启高度(600mm或由沈飞定);为了保证良好的密封保温效果,四侧炉门由系统气压锁紧。

7.2前后门的升降及开关、左右门的开关、前后门高点防掉落保护都由气压控制气缸实现。

7.3气源:进入到控制气路的气体应经过三联件,保证气体干燥、干净及压力稳定(0.5MPa),在三联件后面装有压力检测装置(压力传感器),系统压力不能低于0.4MPa,低于0.4MPa时应发出报警。

7.4前后门开关及升降:前后门的开关及升降动作都由气缸实现。前后门的开关由二位五通换向阀控制气缸的动作,不得电且系统压力正常状态下,前后门应处于关闭状态;升降由三位五通换向阀控制气缸的动作,前后门可以再升降高度范围内的任意位置短暂停留。

7.5左右门开关:左右门的开关动作由气缸实现。左右门的开关由二位五通换向阀控制气缸动作,不得电且系统压力正常状态下,左右门应处于关闭状态。

7.6前后门高点方掉落保护:前后门在到达高点时,锁紧气缸弹出,将门卡住以防止掉落,气缸的运动由二位五通换向阀控制。

8、超塑气压加载系统

8.1超塑气压加载系统是进行复杂零部件超塑成形的重要硬件设施。利用机床电器控制系统中的工控机和PLC,每条管路均有各自的小流量伺服调节阀和压力传感器,使模腔成形气压可以按预定的压力P-t(压力-时间)曲线连续调节。

8.2超塑气压加载系统的主要功能有:

8.2.1吹氩气和抽真空功能:氩气与真空间的转换由直动式电磁阀的通断控制实现。

8.2.1.1氩气:氩气是超塑成形中的保护气体,其作用是防止钛合金零件在成形过程中吸氢和氧化。氩气由氩气瓶供应,氩气瓶的出口处装有减压阀,将系统压力减至4MPa;减压阀后面装有安全阀(4MPa)用于保护压力管路;氩气的压力由比例阀控制。

8.2.2真空:抽真空的作用是排除钛合金零件中的残余气体,防止钛合金零件在成形过程中吸氢和氧化。抽真空由真空泵实现,真空泵根据真空度需要进行选择。

8.3超塑成形:连续调节模腔成形气压,保证超塑成形在较好应变速度范围内进行。超塑成形时,模腔成形压力P-t(压力-时间)曲线的连续调节由比例阀实现。

8.4正反胀形:超塑成形是在两向拉应力和模腔无补料下进行,由于各点应力状态差异和各点贴膜时间不同,决定了成形件厚度均匀性较差。正反胀形可以改善成形件零部件厚度分布。

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