一種軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)方法，尤其是指一種鋁合金厚板錯(cuò)位異步軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)方法，屬于有色金屬軋制加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱軋是制備高強(qiáng)高韌鋁合金厚板工藝中最為關(guān)鍵的變形手段，通過(guò)熱軋可實(shí)現(xiàn)板材的大變形，消除坯料的鑄造缺陷、細(xì)化晶粒，從而增強(qiáng)板材的整體性能。變形量達(dá)到80%以上才能保證板材芯部變形充分、表層和芯部性能均一。但是，受現(xiàn)有軋機(jī)開口度及坯料原始厚度的限制，目前生產(chǎn)的鋁合金超厚板(厚度>150mm)很難達(dá)到80%的變形量。
[0003]異步軋制工藝，由于其上下軋輥轉(zhuǎn)速不同，使變形區(qū)內(nèi)形成“搓軋區(qū)”，可達(dá)到增加芯部變形目的，但超厚板異步軋制會(huì)在出口側(cè)出現(xiàn)翹曲的現(xiàn)象，板形很難控制，翹曲嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響軋板進(jìn)入下一軋制道次，甚至?xí)p壞軋機(jī)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，慢速側(cè)軋輥中心向軋制出口方向有一定的錯(cuò)位量，將會(huì)對(duì)軋板施加一個(gè)與軋板彎曲方向相反的作用力，有助于減小軋板的彎曲，可實(shí)現(xiàn)在不增加壓下量的前提下增加被軋制板材的變形量，有利于增加超大厚度軋板的中心變形。因此，錯(cuò)位異步軋制技術(shù)從理論上分析可解決高強(qiáng)高韌鋁合金預(yù)拉伸板軋制的難題，并可用于改進(jìn)其它用途的合金厚板、超厚板的軋制工藝。
[0004]錯(cuò)位異步軋制為加工高強(qiáng)高韌鋁合金超厚板提供了新思路，然而其過(guò)程中軋板沿厚度方向變形程度和流動(dòng)速度差異較大，影響最終組織和性能的因素眾多，且之間的相互作用關(guān)系比較復(fù)雜，需要開展一系列的實(shí)驗(yàn)研究工作，才能最終確定適合工業(yè)化生產(chǎn)的軋制工藝。但受限于現(xiàn)有軋機(jī)的設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)軋機(jī)上、下軋輥間的錯(cuò)位量，導(dǎo)致錯(cuò)位異步軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)研究不能有效開展，這就嚴(yán)重制約了其研究的開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種錯(cuò)位異步軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)方法，利用現(xiàn)有的通用異步軋機(jī)，無(wú)需對(duì)軋機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造即可實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位異步軋制工藝，操作簡(jiǎn)單方便，非常適合實(shí)驗(yàn)室科研及小試生產(chǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種軋制工藝的模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0008]( I)軋制板坯的制備:
[0009]取鑄態(tài)板坯材料，經(jīng)過(guò)均勻化熱處理后，依據(jù)軋機(jī)的技術(shù)規(guī)格，分割成一定尺寸的小試樣，并保證板坯表面光潔和平整；
[0010](2)板坯試樣的網(wǎng)格劃分:
[0011]用鋼尺在板坯側(cè)面和上下表面直接刻畫矩形網(wǎng)格，使板坯厚度方向網(wǎng)格數(shù)目在3?5之間，長(zhǎng)度方向的網(wǎng)格數(shù)目在10?20之間；
[0012](3)軋機(jī)送料臺(tái)的設(shè)計(jì):
[0013]在軋機(jī)的入口工作臺(tái)上安裝傾斜送料臺(tái)，傾斜送料臺(tái)與水平方向的夾角Θ可以連續(xù)調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)送料臺(tái)的傾斜角度使坯料進(jìn)入軋機(jī)時(shí)產(chǎn)生相同的傾斜角度，使軋機(jī)的上、下軋輥在各自的豎直軸方向上產(chǎn)生錯(cuò)位量S，錯(cuò)位量S可由下式計(jì)算:
[0014]S=(2R+h) Xsin Θ 公式(I)
[0015]S——上、下軋輥的錯(cuò)位量；
[0016]R—上、下軋輥的半徑；
[0017]h——軋板的出口厚度；
[0018]Θ——送料臺(tái)的傾斜角度；
[0019](4)錯(cuò)位異步軋制實(shí)驗(yàn):
[0020]將實(shí)驗(yàn)坯料加熱至鋁合金的軋制溫度，然后放置于傾斜送料臺(tái)上，設(shè)定軋機(jī)的壓下量、軋制速度、異速比，以及通過(guò)調(diào)整送料臺(tái)傾斜角度改變軋輥錯(cuò)位量等的軋制工藝參數(shù)，進(jìn)行錯(cuò)位異步軋制工藝實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察測(cè)量板坯不同部位的溫度變化情況，軋制力等參數(shù)；
[0021](5)板坯變形結(jié)果分析:
[0022]軋制實(shí)驗(yàn)完成后，測(cè)量坯料上劃分的網(wǎng)格尺寸和角度的變形情況，通過(guò)網(wǎng)格變形程度分析在不同軋制工藝參數(shù)情況下，板坯芯部變形和軋后板坯彎曲情況；分析錯(cuò)位異步軋制工藝參數(shù)對(duì)板材質(zhì)量的影響。
[0023]本發(fā)明方法中，所述的軋機(jī)為異步軋機(jī)，其上、下軋輥的轉(zhuǎn)速可以分別調(diào)節(jié)。
[0024]采用的板坯材料為鋁合金厚板，坯料試樣尺寸規(guī)格為:100mm彡長(zhǎng)度彡200mm ；8mm <厚度<軋機(jī)最大開口厚度；40mm <寬度<軋機(jī)最大寬幅。
[0025]步驟(3)中，傾斜送料臺(tái)與水平方向的夾角角度的調(diào)節(jié)范圍在0°?10°之間。
[0026]步驟(4)中，所述的鋁合金軋制的溫度區(qū)間是420°C?450°C。
[0027]本發(fā)明通過(guò)調(diào)整板坯軋制時(shí)的送料入口角度，等同于上、下軋輥在實(shí)際軋制過(guò)程中產(chǎn)生了一定的錯(cuò)位量，從而可以在通用異步軋機(jī)上實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位異步軋制工藝，為其研究的開展提供了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的模擬實(shí)驗(yàn)方法。解決了目前尚無(wú)錯(cuò)位異步軋機(jī)開展實(shí)驗(yàn)研究的制約，同時(shí)可以充分利用現(xiàn)有的軋機(jī)設(shè)備，簡(jiǎn)單易行。而且，本發(fā)明的方法可以通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化錯(cuò)位異步乳制工藝，提聞聞強(qiáng)聞朝招合金厚板的廣品質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是軋機(jī)入口送料臺(tái)設(shè)計(jì)示意圖。
[0029]圖2是錯(cuò)位異步軋制示意圖。
[0030]圖3(a)和圖3(b)為同步軋制和異步軋制軋輥受力對(duì)比，圖3(a):豎直方向;圖3(b):水平方向。
[0031]圖4為實(shí)驗(yàn)測(cè)量軋板曲率與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0033]如圖1所示,為軋機(jī)入口送料臺(tái)設(shè)計(jì)示意圖,其中，I是上軋棍,2是下軋棍,3是送料臺(tái)，4是軋制還料，在軋機(jī)的入口工作臺(tái)上安裝一傾斜送料臺(tái)3,傾斜送料臺(tái)3與水平方向的夾角Θ可以連續(xù)調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)送料臺(tái)3的傾斜角度使軋制坯料4進(jìn)入軋機(jī)時(shí)產(chǎn)生相同的傾斜角度，如將軋機(jī)設(shè)備連同軋制坯料4整體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)Θ角，這就等同于軋制坯料4處于水平送料位置時(shí)，上軋棍I和下軋棍2在各自的豎直軸方向上產(chǎn)生一定的錯(cuò)位量S,如圖2所示。錯(cuò)位量可由下式計(jì)算出:
[0034]S= (2R+h) X sin Θ 公式(I)
[0035]S——上、下軋輥的錯(cuò)位量；
[0036]R—上、下軋輥的半徑；
[0037]h——軋板的出口厚度；
[0038]Θ——送料臺(tái)的傾斜角度。
[0039]為了研