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鋁及鋁合金軋制理論基礎(chǔ)

   日期:2015-04-02     瀏覽:1392    評論:0    
 軋制理論基礎(chǔ)
1、軋制時金屬變形量的表示
1)變形指數(shù):
絕對壓下量 △h=h-h1
相對壓下量 ε=△h/h×100%
2)軋制時的咬入條件
軋制過程的建立
軋制過程:1)咬入階段:它是軋件接觸軋輥瞬間
2)拽入階段:從咬入到軋件充滿輥縫為止
3)穩(wěn)定軋制階段:由軋件前端從輥縫出來到軋件后端接觸軋輥為止
4)軋制終了階段:軋件的后端進入變形區(qū)到軋輥到脫離軋輥為止
3)咬入條件:1)咬入弧:軋件與軋輥相接觸的弧
2)咬入角:咬入角對應的圓心角
3)變形區(qū):咬入弧和軋件的側(cè)邊與入口面和出口面所包圍的空間
4)變形區(qū)長度:咬入弧的弦之水平投影
4)改善咬入的措施:
由咬入條件可知改善咬入可以從兩方面入手,即減小α增大μ(摩擦)
1) 減小咬入角
把軋件前端做成楔性或圓弧形
加大軋輥輥徑,輥徑越大,咬入角越小
減小道次壓下量
對軋件施加外力(如熱軋推料器、冷軋給料輥)
咬入時增大輥縫,穩(wěn)定軋制時,再減小輥縫
2) 增加摩擦(鑄錠)
降低軋輥表面粗糙度
低速咬入或減弱潤滑
熱軋溫度要適應,在保證其他條件下,盡量使軋件不產(chǎn)生氧化皮。
2、軋制過程的基本特點
1)變形特點
兩側(cè)流動 兩側(cè)流動 向前流動
2)中性面(中心、偏移、偏移)
軋制時,金屬從入口側(cè)到出口側(cè)流動速度不均勻
中性點:軋輥表面線速度與軋件速度相同的點
中性角:通過中性點的徑向線與兩輥中心連線的夾角
后滑區(qū)內(nèi)金屬的流動速度低于軋輥線速度的現(xiàn)象叫前滑
后滑區(qū)內(nèi)金屬的流動速度高于軋輥線速度的現(xiàn)象叫后滑
寬展:金屬向軋輥軸向流動形寬展
3、冷金屬變形
穩(wěn)定軋制時的動平衡
穩(wěn)定軋制:前滑區(qū)摩擦力對軋件起阻礙作用,后滑區(qū)摩擦力對軋件起推動作用,作用二者互為矛盾,但它是穩(wěn)定軋制不可缺少的條件。如后張力增加→軋件運動阻力增加→軋件被拉入輥縫的動力減小→打破原來的平衡狀態(tài)→結(jié)果中性面向出口側(cè)移動→后滑區(qū)增大,前滑區(qū)減小→后滑區(qū)的摩擦力增大→軋件的水平拉力增加,又建立了新的平衡。
L1-L0
S=————×100%(求前滑量)
L0
影響前滑的因素
隨著軋輥直徑增加前滑值增加
軋輥的直徑增加→咬入角減小→穩(wěn)定軋制階段的剩余摩擦力增大→金屬流動速度加快→前滑值增加
摩擦系數(shù)越大前滑值越大
軋件厚度越小,前滑值越大
前張力增加使前滑值增大,后張力增加使前滑值減小
隨著冷加工率增加,前滑率增加
通過前滑值可以計算出摩擦系數(shù)
控制前滑值可以防止軋輥在軋件上打滑現(xiàn)象
在連軋機上可控制各臺軋機的張力
前滑值越大,生產(chǎn)效率越高
后滑
在后滑區(qū)里,摩擦力與軋制方向相同對軋制起推動作用
寬展:指軋件在軋制過程中沿寬度方向的尺寸的變化量。
滑動寬展:變形金屬在接觸表面上產(chǎn)生相對滑動,這部分寬展。
翻平寬展:由于接觸面上的摩擦阻力使原來的側(cè)面上的金屬翻轉(zhuǎn)成新的接觸面,這部分寬展
鼓形寬展:軋件側(cè)面變?yōu)楣男蔚哪遣糠謱捳?br /> 影響寬展的因素
加工率的影響
隨著加工率的增加,寬展增加→變形區(qū)長度增加→金屬在縱向流動的阻力增加→使寬展增加
軋輥直徑的影響
隨著軋輥直徑的增加→變形區(qū)長度增加→金屬在縱向流動的阻力增加→使寬展增加
軋件寬度的影響
在摩擦系數(shù)和加工率不變時,隨軋件寬度增加,當軋件寬度增大到一定值時,軋件和軋輥的接觸面積增大,金屬向橫向流動阻力增加,金屬向縱向流動比較容易,而向橫向流動比較困難,所以它就不隨寬度的增加而增加了
摩擦的影響:摩擦系數(shù)增加→在延伸區(qū)和寬展區(qū)同時增加→由于兩個區(qū)的面積不同,延伸區(qū)的阻力比寬展區(qū)增加的快,所以寬展增加。
張力的影響:前張力和后張力都使寬展減小,后張力影響較大
冷軋
冷軋:金屬或合金在再結(jié)晶溫度以下的軋制
工藝制度包括:壓下制、冷軋張力、冷軋的速度、冷軋的潤滑及輥型等
特點及分類:在冷軋過程中,加工硬化增加,機械性能增加,加工塑性降低等
優(yōu)點:產(chǎn)品的組織和性能均勻,有良好的機械性能,和承受再加工的能力
通過控制不同的加工率,配合不同的熱處理,可以產(chǎn)生不同性能的制品
產(chǎn)品尺寸精度高,表面質(zhì)量和板形好
能生產(chǎn)熱軋不能生產(chǎn)的較薄制品,還能生產(chǎn)箔材
冷軋壓下制度
道次加工率的分配
原則:第一道次加工率比較大(原因是充分利用金屬的塑性),以后隨變形程度增加,道次加工率逐漸減小
保證順利咬住,不造成打滑現(xiàn)象
分配道次加工率,盡量使軋制壓力接它有利于控制輥型和穩(wěn)定軋制
保證設(shè)備安全運行,防止設(shè)備故障
冷軋機的張力
張力的建立
以前張力為例,卷取機卷筒外緣線速度V2和帶材出軋輥速度Vh之間關(guān)系
V2<Vh時,軋件可以卷取,但卷不緊,出現(xiàn)活套,此時無張力產(chǎn)生
V2=Vh時,軋件可以卷取,但無法拉伸變形,也無張力產(chǎn)生
V2>Vh時,軋件可以卷取,可以產(chǎn)生彈性拉伸變形,產(chǎn)生張力
由以上分析可知:只有V2>Vh時,才能建立張力,一旦張力建立,帶材處于拉緊狀態(tài),一直到張力達到穩(wěn)定時,速度差消失
產(chǎn)生速度差→使帶材被拉緊→張力值穩(wěn)定→速度差消失
張力在軋制過程中的作用
1、 能降低單位壓力,2、 調(diào)整主電機負荷(主要為后張力作用大)
3、 前張力可以使軋制力距減少,4、 后張力可以使軋制力距增加
5、 軋制時前張力大于后張力,6、 就可以減輕主電機負荷
7、 調(diào)整張力可以控制帶材的厚度
箔軋:張力增加→軋制壓力減小→軋輥彈性壓偏和彈跳值減小→軋制厚度減小
調(diào)整張力可控制板形
張力增加→軋制力減小→軋輥的彈性彎曲減小→控制了輥形→控制了板形

5、防止帶材跑偏,保證軋制穩(wěn)定-大瀝鋁材網(wǎng)
如果帶材跑偏,可破壞板形,降低軋制尺寸精度,防止跑偏是實現(xiàn)穩(wěn)定軋制的措施。
當軋件出現(xiàn)不均勻變形時,在寬度方向上張力將出現(xiàn)相應的變化,結(jié)果變形大的部分張力減小,變形小的部分張力增大,張力小的部分延伸減小,張力大的部分延伸增加,促使軋件變形均勻(小范圍)
張力的確定與調(diào)整
確定張力時,要考慮合金品種,軋制條件,產(chǎn)品尺寸及質(zhì)量要求一般隨變形抗力軋制厚度,軋制寬度的增加張力增加。
張力使用原則
最大張力不能超過材料的屈服極限,最小要保證帶材卷緊卷齊
張力要適當:否則會引起帶材表面擦傷或斷帶
開卷張力要保證帶材平直進入變形區(qū),卷取張力一定要保證帶材卷緊卷齊
同一卷的開卷張力要小于上道次的卷取張力
張力大小可用單位張力(又叫張應力)
冷軋速度
提高軋延速度,要滿足以下條件
1)帶材要有足夠的長度
2)液壓壓下代替電動,機械壓下系統(tǒng)
3)厚度及板形要有準確迅速的測量和調(diào)整系統(tǒng)
4)要相應增加主電機的功率,以滿足高速軋制的要求
5)高精度軋機要有計算機控制
軋制速度的選擇
對成品的精軋最后道次,為保證板形和平整度,要采用低速軋制
當軋輥溫度高,軋件裂邊較重時,要采用低速軋制
對于薄帶材或鋁箔精軋,為了防止斷帶也要采取低速軋制
對于亞光或拋光軋制要采用低速軋制

6、冷軋時的冷卻潤滑-dalilvcai.com
目的:冷卻軋輥和軋件,控制輥形,因為冷軋時金屬產(chǎn)生變形熱和摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高,所以要對它進行冷卻。
增加潤滑,減小摩擦,降低溫度,減小能耗
洗滌軋輥和軋件上的鋁屑及其他贓物
潤滑油要求:基礎(chǔ)油的黏度要適當
潤滑性要好,摩擦系數(shù)要小
油膜的強度要大,在高壓下油膜不被破壞,要求附著能力強
不腐蝕軋輥和軋件,并易去除
閃點要適當,如果閃電高,退火時不能燒凈,產(chǎn)生油斑
對人體無害,來源廣,價格低
7、冷軋的輥形
壓力輥形:軋制時,軋輥受到軋制力的作用產(chǎn)生撓度,為補償軋輥彎曲的輥形
溫度輥形:軋輥受熱不均勻膨脹,為補償軋輥不均勻膨脹的輥形
凸度與輥形
熱凸度:因為輥子一般兩端比較涼,中間比較熱,那么中間膨脹大一些,兩端小一些,產(chǎn)生了凸度,這種由于摩擦和變形熱而產(chǎn)生的軋輥凸度,被稱作熱凸度。
板形與凸度
平整板形產(chǎn)生的條件:當軋輥承受板材軋制時的反作用力而產(chǎn)生撓曲時,兩軋輥表面之間能保持平行。
板形種類:兩邊浪、中間浪、單邊浪、兩肋浪、單邊肋浪、復合浪
欠壓(中間波浪)
起因:1)壓延率不足,由于金屬反作用力不足以使軋輥撓曲,而達不到兩輥平行的程度,在此處稱為“欠壓”。2)熱凸度過大:軋輥過熱、冷卻液不足、機械凸度過分(可能是正凸度過大,或負凸度過?。?br /> 過壓:(邊部波浪)
在軋制過程中負凸度將使板材兩邊薄于中間,形成邊部波浪
起因:1)壓延率太大,在軋制時,反作用力使輥子撓曲大產(chǎn)生過壓。2)熱凸度太小,輥子涼,工藝潤滑油太多,噴嘴排列不正確。3)機械凸度小,輥型選用錯誤
單邊浪:單邊波浪或者鐮刀形彎曲板
起因:1)輥子不平行2)由于冷卻控制不好,熱凸度只在一端建立起來3)前一個道次軋出板形呈楔形
波浪帶:在寬度方向上某處出現(xiàn)一個窄波浪區(qū)
起因:1)輥形在使用中變壞2)由于冷卻和潤滑在某處失效,產(chǎn)生局部熱凸度(熱點)
兩肋波浪(1/4波浪):兩列細的波浪紋出現(xiàn)在寬度大約板帶1/4和3/4處
起因:1)由于軋輥的撓曲引起的現(xiàn)象2)由于彎輥作用引起的現(xiàn)象3)撓曲和彎輥的聯(lián)合使用產(chǎn)生的兩肋波浪和熱點。
邊浪產(chǎn)生狀態(tài)1#要素
在停頓一段時間后剛開始軋制時2)在軋機尚無軋制熱3)軋輥凸度不合要求
噴嘴及彎輥的使用
使用較大的正彎力2)降低噴嘴的油壓3)在板帶邊部使用大量的噴射
注意:當熱生成時,增加噴嘴的油管壓力;在板帶邊部減少更多噴嘴;降低輥子的彎輥力;為確保板形打開和調(diào)整噴嘴
產(chǎn)生邊浪2#因素
帶材軋制寬度變化(寬變窄) 同樣的合金
軋輥在軋寬板時已受熱 同樣的壓延率
增加正彎力2)噴嘴的壓力與上一種用的相同3)在板帶的邊部上噴嘴要充分,減少中間的噴嘴
注意:使用彎輥使凸度達到要求,可以獲得平整的板形。當從寬板改為窄板軋制時,假若熱已平衡可以降低彎輥力。為保證板形打開和調(diào)整噴嘴。
產(chǎn)生邊浪3#的要素
從軋制1100系合金再軋5052合金(從軟到硬)
同樣的板寬 同樣的壓延率
噴嘴及彎輥的使用
增加正彎力、減小噴嘴壓力、開始軋制時使用同樣的噴嘴噴射方式
板形要及時調(diào)整噴嘴噴射的方式
產(chǎn)生邊浪4#因素
從壓延率低改變到壓延率高(從30%→50%)
板寬相同、合金相同
噴嘴及彎輥的應用(同上)
產(chǎn)生邊浪5#因素
出口厚度從0.15mm改變到3.81mm(從薄到厚變化較大)
同樣的寬度、同樣的合金、同樣的壓延率
噴嘴和彎輥的應用(同上)
鋁箔軋制
一、無輥縫軋制:鋁箔坯料軋到一定厚度,上下軋輥在空截時已經(jīng)壓靠,當軋件咬入后,在軋件兩邊的富余輥面處于全部或部分壓靠,軋輥發(fā)生嚴重的彈性壓偏,這時調(diào)整軋制力對厚度控制已不起作用。
恒壓力軋制:無輥縫軋制主要靠張力和速度控制厚度。
速度效應的機理:隨軋制速度增加,咬入弧帶入的軋制油量增加,減小了摩擦,使變形更容易。
 
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