金属极板成形装置和金属极板成形方法与流程

本发明涉及氢燃料电池，具体涉及一种金属极板成形装置和金属极板成形方法。

背景技术：

1、金属极板作为氢燃料电池的核心部件之一，具备分隔反应气体、收集并传导电流、支撑膜电极、实现整个燃料电池系统快速散热和排水等功能。目前，金属极板常采用钛材和不锈钢为基材，并通过冷冲压的方式进行规模化生产。由于极板流道的深宽比较大，冲压过程中往往会导致极板流道的圆角处发生破裂。此外，由于极板局部特征复杂，则在冲压过程中发生不均匀的变形，进而导致应力在极板中不均匀分布，使得极板冲压成形后存在严重的翘曲变形和局部起皱等问题，严重降低了极板的成形精度和质量，影响电堆的整体性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种金属极板成形装置和金属极板成形方法。

2、本发明实施例的金属极板成形装置，包括预热器和成形模具，所述预热器用于对极板进行加热，所述成形模具合模后可对极板进行冲压成形，所述成形模具上设有加热部和制冷部，所述加热部可用于加热所述成形模具内的极板，所述制冷部可用于冷却所述成形模具内的极板。

3、因此，根据本发明实施例的金属极板成形装置具有便于提高极板的成形精度和一致性的优点。

4、在一些实施例中，所述成形模具的上模和下模中的至少一者上设有所述加热部；

5、所述成形模具的上模和下模中的至少一者上设有所述制冷部。

6、在一些实施例中，所述成形模具的上模板和下模板上均设有加热腔和制冷腔，所述加热腔内设有加热器，所述制冷腔具有第一进口和第一出口，所述第一进口用于向所述制冷腔内通入冷却介质，所述第一出口用于冷却介质流出所述制冷腔。

7、在一些实施例中，所述加热腔和所述制冷腔均为沿第一方向延伸的腔体，所述成形模具的上模板和下模板上均设有多个所述加热腔和多个所述制冷腔，多个所述加热腔和多个所述制冷腔沿第二方向依次交替设在所述成形模具的上模板上，多个所述加热腔和多个所述制冷腔沿第二方向依次交替设在所述成形模具的下模板上，上下方向、所述第一方向和所述第二方向中的任两者相垂直；

8、所述预热器具有预热腔和传送部，所述预热腔在所述第二方向远离所述成形模具的一侧设有预热进口，所述预热腔在所述第二方向邻近所述成形模具的一侧设有预热出口，所述传送部通过所述预热进口和所述预热出口穿设于所述预热腔内，所述传送部用于传送极板，所述预热腔内具有环设在所述传送部周侧的加热单元。

9、在一些实施例中，所述加热器为电阻加热棒或者电磁加热棒；

10、所述的冷却介质为冷却水或者冷却气体；

11、所述加热单元为电阻加热单元或电磁感应加热单元；

12、所述预热器设在安装架上，所述预热器和所述安装架之间设有隔热板；

13、所述传送部包括多个传送轴辊；

14、所述预热器和所述成形模具均为多个，每个所述成形模具均有一个与其配合的预热器，多个所述成形模具可依次为极板进行冲压成形。

15、在一些实施例中，所述金属极板成形装置包括送料装置和下料模具，所述送料装置可将带材输送至所述下料模具内，所述下料模具用于将带材切割为极板坯料；

16、所述下料装置和所述预热器之间设有用于转移极板的机械手，所述预热器和所述成形模具之间设有用于转移极板的机械手。

17、本发明还提出了一种利用上述的金属极板成形装置的金属极板成形方法，包括以下步骤：

18、s1、将极板坯料送入预热器中进行加热至第一预设温度；

19、s2、将加热至第一预设温度的极板坯料转移至成形模具内，所述成形模具合模以便将极板坯料冲压成形为成形极板，在所述成形模具合模后的第二预设时间内，所述成形模具内的加热部对成形极板进行加热；

20、s3、在所述成形模具合模后的第二预设时间后，所述成形模具内的所述加热部停止对成形极板进行加热，所述成形模具的制冷部对成形极板冷却第三预设时间后开模，以便取出成形极板。

21、在一些实施例中，在所述步骤s1中，所述第一预设温度大于等于极板坯料的再结晶温度；

22、在所述步骤s2中，所述第二预设时间大于等于0.5秒且小于等于1秒；

23、在所述步骤s3中，所述第三预设时间大于等于1秒且小于等于3秒。

24、在一些实施例中，在所述步骤s1中，利用送料装置将带材输送至下料模具中，所述下料模具合模切割出极板坯料后，利用机械手将极板坯料转移至所述预热器内进行加热；

25、在所述步骤s2中，在所述成形模具内的加热部开启以便对所述成形模具的模板进行加热后，将加热至第一预设温度的极板坯料转移至所述成形模具内，所述成形模具内的加热部将成形极板的温度加热至200℃以上；

26、在所述步骤s3中，在所述成形模具内的成形极板取出后，将所述成形模具内的加热部开启。

27、在一些实施例中，所述预热器和所述成形模具为多个；

28、在一个所述成形模具内依次实施所述步骤s2和所述步骤s3后，将成形极板送入所述预热器中进行加热至所述第一预设温度后，将加热至所述第一预设温度的成形极板转移至下一个所述成形模具内并依次实施所述步骤s2和所述步骤s3，直至完成对成形极板的冲压成形。

技术特征：

1.一种金属极板成形装置，其特征在于，包括预热器和成形模具，所述预热器用于对极板进行加热，所述成形模具合模后可对极板进行冲压成形，所述成形模具上设有加热部和制冷部，所述加热部可用于加热所述成形模具内的极板，所述制冷部可用于冷却所述成形模具内的极板。

2.根据权利要求1所述的金属极板成形装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的金属极板成形装置，其特征在于，所述成形模具的上模板和下模板上均设有加热腔和制冷腔，所述加热腔内设有加热器，所述制冷腔具有第一进口和第一出口，所述第一进口用于向所述制冷腔内通入冷却介质，所述第一出口用于冷却介质流出所述制冷腔。

4.根据权利要求3所述的金属极板成形装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的金属极板成形装置，其特征在于，

6.根据权利要求1-5任一项所述的金属极板成形装置，其特征在于，

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的金属极板成形装置的金属极板成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的金属极板成形方法，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的金属极板成形方法，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的金属极板成形方法，其特征在于，

技术总结本发明提出一种金属极板成形装置和金属极板成形方法。本发明的金属极板成形装置，包括预热器和成形模具，所述预热器用于对极板进行加热，所述成形模具合模后可对极板进行冲压成形，所述成形模具上设有加热部和制冷部，所述加热部可用于加热所述成形模具内的极板，所述制冷部可用于冷却所述成形模具内的极板。因此，根据本发明的金属极板成形装置具有便于提高极板的成形精度和一致性的优点。技术研发人员：杜瑜宾,杨培勇,柯文正,郑楒禹,赵青云,武飞宇,陆维,卢华兴受保护的技术使用者：国家电投集团氢能科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6