Способ изготовления изогнутого элемента и устройство для горячей гибки стального материала - заявка 2016146105 на патент на изобретение в РФ

1. Способ изготовления изогнутого элемента, содержащий этапы:
этап удерживания, на котором удерживают одну концевую часть длинного стального материала, имеющего конец с отверстием в продольном направлении посредством зажимного устройства;
этап подачи, на котором подают стальной материал вдоль продольного направления при данной одной концевой части в качестве головы после этапа удерживания;
этап нагрева, на котором образуют нагретую часть посредством высокочастотного индукционного нагрева некоторой части стального материала в продольном направлении;
этап гибки, на котором прикладывают изгибающий момент к нагретой части за счет перемещения зажимного устройства в трехмерном направлении; и
этап охлаждения, на котором охлаждают нагретую часть посредством инжекции охлаждающей среды к нагретой части после этапа гибки,
при этом, когда начинают этап нагрева, зажимное устройство охлаждают охлаждающей средой; и
количество тепла, которое подводят к данной одной концевой части при образовании нагретой части на данной одной концевой части, превышает количество тепла, которое подводят к смежной с передней по ходу стороной части, которая смежна с передней по ходу стороной данной одной концевой части, если смотреть вдоль направления подачи стального материала.
2. Способ изготовления изогнутого элемента по п.1, в котором количество тепла, подводимое к данной одной концевой части при образовании нагретой части на данной одной концевой части, превышает количество тепла, подводимое к смежной с передней по ходу стороной части, когда начинают этап нагрева, за счет изменения, по меньшей мере, одного из следующего: скорость подачи стального материала в продольном направлении на этапе подачи и количество тепла, которое подводят к части на этапе нагрева.
3. Способ изготовления изогнутого элемента по п.1 или 2, в котором количество тепла, подводимое к данной одной концевой части при образовании нагретой части на данной одной концевой части, превышает количество тепла, подводимое к смежной с передней по ходу стороной части, за счет начала этапа подачи через заранее заданное время от начала этапа нагрева.
4. Способ изготовления изогнутого элемента по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:
этап измерения температуры, на котором измеряют температуру стального материала во множестве точек в продольном направлении,
при этом на этапе подачи скорость подачи стального материала в продольном направлении определяют на основе результата измерения температуры, полученного на этапе измерения температуры.
5. Способ изготовления изогнутого элемента по п. 1 или 2, в котором количество тепла, подводимое к другой концевой части стального материала в продольном направлении, при образовании нагретой части на другой концевой части, превышает количество тепла, подводимое к смежной с задней по ходу стороной части, смежной с задней по ходу стороной другой концевой части, если смотреть вдоль направления подачи стального материала.
6. Способ изготовления изогнутого элемента по п.5, в котором количество тепла, подводимое к другой концевой части при образовании нагретой части на другой концевой части, превышает количество тепла, подводимое к смежной с задней по ходу стороной части за счет изменения по меньшей мере, одного из следующего: скорость подачи стального материала в продольном направлении на этапе подачи и количество тепла на этапе нагрева, перед прекращением высокочастотного индукционного нагрева на этапе нагрева.
7. Способ изготовления изогнутого элемента по п.6, в котором количество тепла, подводимое к другой концевой части при образовании нагретой части на другой концевой части, превышает количество тепла, подводимое к смежной с задней по ходу стороной части, за счет прекращения подачи стального материала на этапе подачи перед прекращением высокочастотного индукционного нагрева.
8. Способ изготовления изогнутого элемента по п. 1 или 2, в котором количеством тепла на этапе нагрева управляют для удовлетворения всех условий из:
первого условия, в соответствии с которым температура нагрева фиксатора зажимного устройства составляет 500°С или ниже;
второго условия, в соответствии с которым температура нагрева нагретой части выше, чем точка Ас3 при приложении изгибающего момента к нагретой части на этапе гибки; и
третьего условия, в соответствии с которым наибольшая достигаемая температура стального материала меньше или равна температуре, при которой происходит укрупнение частиц стального материала, или меньше или равна температуре, при которой вязкость стального материала уменьшается.
9. Способ изготовления изогнутого элемента по п. 1 или 2, в котором этап нагрева включает в себя:
первый этап нагрева, на котором образуют первую нагретую часть в положении между данной одной концевой частью и другой концевой частью стального материала;
второй этап нагрева, на котором образуют вторую нагретую часть в положении на передней по ходу стороне первой нагретой части стального материала; и
этап прекращения нагрева, на котором образуют незакаленную часть между первой нагретой частью и второй нагретой частью за счет прекращения высокочастотного индукционного нагрева между первым этапом нагрева и вторым этапом нагрева,
при этом количество тепла, которое подводят ко второй нагреваемой части, превышает количество тепла, которое подводят к первой нагретой части, когда начинают второй этап нагрева.
10. Способ изготовления изогнутого элемента по п.9, в котором размер незакаленной части по ширине составляет 0,15 или более и 1,4 или менее от ширины зоны нагрева посредством высокочастотного индукционного нагрева, если смотреть вдоль продольного направления.
11. Устройство для горячей гибки стального материала, содержащее:
зажимное устройство, которое выполнено с возможностью удерживания одной концевой части длинного стального материала, имеющего конец с отверстием в продольном направлении;
приводной механизм, выполненный с возможностью перемещения зажимного устройства в трехмерном направлении;
подающий механизм, выполненный с возможностью подачи стального материала вдоль продольного направления при данной одной концевой части в качестве головы;
механизм индукционного нагрева, который выполнен с возможностью выполнения высокочастотного индукционного нагрева на некоторой части стального материала в продольном направлении для образования нагретой части;
охлаждающий механизм, выполненный с возможностью нагнетания охлаждающей среды к нагретой части для охлаждения нагретой части; и
управляющее устройство, выполненное с возможностью управления зажимным устройством, приводным механизмом, подающим механизмом, механизмом индукционного нагрева и охлаждающим механизмом,
при этом при образовании нагретой части на данной одной концевой части посредством механизма индукционного нагрева управляющее устройство выполнено с возможностью управления для удовлетворения условий:
количество тепла превышает количество тепла для смежной с передней по ходу стороной части, смежной с передней по ходу стороной данной одной концевой части, если смотреть вдоль направления подачи стального материала; и
охлаждающий механизм выполнен с возможностью охлаждения зажимного устройства охлаждающей средой.
12. Устройство по п.11, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью управления для обеспечения большего количества тепла, подводимого к другой концевой части стального материала в продольном направлении посредством механизма индукционного нагрева по сравнению с количеством тепла, подводимым к смежной с задней по ходу стороной части, смежной с задней по ходу стороной другой концевой части, если смотреть вдоль направления подачи стального материала, при образовании нагретой части на другой концевой части.
13. Устройство по п.11 или 12, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью управления механизмом индукционного нагрева для образования:
первой нагретой части в положении между данной одной концевой частью и другой концевой частью стального материала;
второй нагретой части в положении на передней по ходу стороне первой нагретой части стального материала; и
незакаленной части в положении между первой нагретой частью и второй нагретой частью.
14. Устройство по п. 11 или 12, дополнительно содержащее:
по меньшей мере, один из первого механизма измерения температуры, выполненного с возможностью измерения температуры данной одной концевой части, второго механизма измерения температуры, выполненного с возможностью измерения температуры нагретой части, и механизма измерения формы, выполненного с возможностью измерения величины деформации контура данной одной концевой части,
при этом управляющее устройство выполнено с возможностью управления, по меньшей мере, одним из подающего механизма и механизма индукционного нагрева так, что, по меньшей мере, одна из следующих величин - температуры данной одной концевой части, температуры нагретой части и величины деформации контура данной одной концевой части - находится в заранее заданном диапазоне.
Наверх