“极薄带材异步轧制工艺”研究成功

我院轧钢教研室,对“极薄带材异步轧制工艺”经过多年的试验研究,取得了可喜成果,并于今年七月初,在冶金部科技办主持下,通过了鉴定。 极薄带材异步轧制是运用轧辊的圆周速度的不同,改变金属变形条件,在轧辊直径相对较大的普通小型四辊轧机上轧制出厚度为0.005 mm的极薄带材的新工艺方法,它具有如下几个特点: 1.利用普通四辊轧机稍加改装即可轧出0.005mm以下的极薄带材,突破了普通轧制方法的辊径与轧厚比D/h<1500～2000的限制,达到了20000以上,这是带材冷轧技术上     

纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液润滑性能的影响

通过四球摩擦学试验分析纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液摩擦学性能的影响;在不同润滑条件下进行冷轧试验,分析纳米添加剂对冷轧过程和轧后带钢表面质量的影响.结果表明,含纳米添加剂的轧制乳化液与传统轧制乳化液相比,其承载能力和抗磨减摩性能均有所改善;带钢冷轧过程中采用含纳米添加剂的轧制乳化液进行润滑,可有效降低轧制压力和轧机功率、减少能耗,并且轧后带钢表面质量也有明显改观.     

纳米TiO2轧制液对硅钢冷轧性能的影响

分别采用传统冷轧轧制液和纳米TiO₂的冷轧轧制液,对无取向硅钢板进行了四辊冷轧实验.重点研究两种冷轧轧制液的轧制润滑性能和对轧后硅钢薄带表面质量和耐蚀性能的影响.通过场发射电子显微镜和能谱仪对使用两种轧制液轧后得到的硅钢薄带表面形貌和成分进行了分析.给出了轧制液中TiO₂纳米粒子在轧制过程中的抗磨减摩机理.在轧制载荷较高时,纳米TiO₂轧制液具有优良的轧制润滑性能并能显著改善轧后硅钢薄带的表面质量.同时在高载荷作用下,TiO₂纳米粒子被压入硅钢薄带基体,形成一个滑动系来支撑载荷,从而使润滑膜的耐磨性提高.     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

热轧润滑对中厚板轧制力和表面特征的影响

通过中厚钢板热轧工艺润滑实验,分析了不同工艺润滑条件下中厚钢板热轧过程中轧制载荷与压下率的关系,研究了工艺润滑对钢板表面质量的影响,并结合实验钢的连续冷却转变曲线,探讨了工艺润滑条件对钢板组织转变的影响.结果表明:中高质量浓度比低质量浓度热轧油能更有效地降低轧制力;粗轧阶段比精轧阶段降低轧制力效果更明显.工艺润滑可改善中厚热轧板的表面质量,降低板面粗糙度,并促进钢板表面处在轧制过程中的铁素体转变,减少表面附近的带状组织,使轧后表面处组织均匀细小,减小表面缺陷产生的概率.     

纳米润滑对波纹轧制铝合金板材表面质量的影响研究

针对波纹轧制工艺,设计实验研究了纳米润滑对波纹轧制铝合金板材表面质量的影响。在室温、轧制速度为0.1 m/s、压下率为40%的工艺条件下,对规格为200 mm×60 mm×3 mm的1060铝合金板材分别进行了无润滑和纳米润滑状态下的波纹轧制实验。对轧后铝合金板材的波峰、波谷表面形貌及表面质量进行了分析。结果表明:纳米润滑后铝合金板材的波峰、波谷处较为光滑,缺陷较少。波峰全域及局域的表面粗糙度数值较无润滑时分别降低25%和24%,波谷全域及局域的表面粗糙度数值较无润滑时分别降低22%和24%.纳米颗粒在波纹轧制过程中对铝合金板材表面进行了修饰,起到了切削和填充的作用,板材表面质量得到显著改善。研究结果可为表面质量良好的铝合金板材轧制工艺制定提供理论参考。     

异步轧制极薄带材的变形特点及“弹性塞”原理

本文专门研究了在四辊轧机上异步轧制极薄带材的变形规律。作者以轧辊的弹性压扁和钢带本身的弹塑性变形为基础,研究了当钢带轧薄到一定厚度所出现的恒延伸特性,提出了能解释特有的变形特点的“弹性塞”理论,还推导出开始出现恒延伸的厚度计算公式。研究表明:异步轧制不仅可以显著降低轧制压力,并且最小可轧厚度不受工作辊径的限制。延伸对轧制压力变化的不敏感性导致了变形均匀、板型好及操作简单的实际效果。     

工艺润滑对铝板带冷轧表面粗糙度的影响

铝薄板冷轧工艺润滑中，为获得高质量铝板表面，可选择不同粘度的轧制油，进而控制变形区油膜厚度。轧制实验中选用粘度在1．68-2.13mm^2／s之间的三种轧制油，轧制厚度小于0.3mm的铝薄板，与无润滑轧制相比，可使轧后铝板表面质量得到明显改善，尤其是能使表面粗糙度降低40％左右。同时进一步分析了表面粗糙度降低的微观原因。     

工作辊横移对带钢边部减薄的影响

边部减薄是带钢重要的断面质量指标,现代轧机中,轧辊的横移装置对边部减薄的控制起到了重要的作用.以六辊单机架冷轧机为研究对象,采用影响函数法建立轧辊的弹性变形解析模型,分析了工作辊横移对轧后带材边部减薄的影响规律,并通过迭代计算,根据板带比例凸度小于1%的收敛条件,确定了生产某一规格的产品最佳工作辊的横移位置.研究结果表明,工作辊横移会大大改善边部减薄,具体的横移量要根据带材材质、带材宽度以及生产轧制过程参数来确定.同时,该迭代方法适用于轧制过程中工作辊横移位置的预设定计算.     

不同润滑条件对热轧板带钢表面氧化的影响

为研究热轧润滑对板带钢热轧后表面质量的影响,对不同润滑条件下板带钢热轧后表面氧化情况进行了观察研究.结果表明:通过热轧润滑可以明显改善表面质量.油水混合润滑条件下,钢板表面的氧化铁皮仅有5μm,比纯水润滑条件下氧化层厚度平均减薄3μm左右,比无润滑平均减薄7μm左右.同时,对轧后的表面形貌进行了观察,可以看到在油水混合润滑条件下钢板轧后表面有清晰的轧制纹络存在.     

本期专辑目录

1、高液压条件下压缩加工中的摩擦与润滑[日];2、金属成型中摩擦理论计算模型[英];3、钢热轧时的摩擦[英];4、接触弧长及其摩擦系数的分布[日];5、高速轧带钢制时的摩擦研究[俄];6、轧制时摩擦系数与变形力矩计算方法的关系[德];7、工艺润滑对热轧镍铬钢力能参数的影响[俄];8、轧制时轧辊不平度对进入变形区润滑剂的影响(Ⅰ)     

定轴横轧螺杆压缩机阴转子的辊型曲线

定轴横轧直接近净成形带有螺旋齿形的螺杆转子是一种新型工艺,轧制耦合曲线是其核心和关键.该轧制工艺中,轧辊和轧件的啮合关系与原有啮合关系有较大差异,因此需要根据轧制工艺需求重新构建具有普遍适用性的轧辊和轧件的耦合曲线.以轧制某型号的螺杆阴转子为例,依据轧辊和轧件的共轭啮合运动关系,构建了适合于定轴横轧工艺的轧辊和轧件耦合曲线的几何模型;结合建立的变换矩阵推导求解了相应耦合曲线的参数化方程,实现了轧制工艺的通用性.三维动态啮合仿真模拟显示啮合过程良好,无冲突干涉现象发生,表明所建立的描述轧辊和轧件耦合曲线的数学模型是正确的.     

变形区润滑油膜对冷轧板带材表面质量的影响

冷轧后板带材表面质量主要取决于辊面粗糙度和变形区润滑油膜。本文研究了轧辊与轧件原始粗糙度以及压下率等因素对轧后板面光洁度的作用.为获得光洁度高的板带材表面,应选择光洁度高的辊面与采用最佳压下率轧制。     

铝材冷轧中基础油的润滑作用及影响因素

从轧制变形区油膜的形成入手，研究了铝材冷轧中基础油的润滑作用及影响因素．结果表明：变形区油膜的形成及所处的润滑状态受基础油的类型、粘度、轧制速度及表面粗糙度的影响，变形区油膜厚度与润滑作用密切相关，但油膜过厚会导致磨擦因数过小，不利于添加剂作用的发挥和轧后铝板表面质量的提高．因此，变形区处于混合润滑状态时其参数为最佳     

轧环过程的等效摩擦系数

从符合轧环特点的变形区参数计算和力分析出发，引入了完全由过程参数表达的等效摩擦系数的概念和计算式，并分析了过程参数对等效摩擦系数的影响．在此基础上，得出了主轧辊轧制力短与芯辊压力之间的定量关系，其结果可用于轧环的力能参数的分析和计算．     

铝板带材轧制油复合添加剂的润滑效果研究

以自制的轧制油复合添加剂为润滑剂,研究了铝板带冷轧过程中加入不同配方复合添加剂的润滑作用与效果,并对铝板带轧后表面形貌和退火性能进行观察。结果表明:轧制油复合添加剂能有效地改善轧件表面质量;在不同的添加剂配方中,醇脂型复合添加剂的综合性能较好。     

带钢高速轧制时摩擦的研究

为了从理论上确定一些主要轧制参数,必须知道金属与轧辊间接触摩擦系数的大小。不充分研究高速轧制过程和缺乏轧制速度在大范围变化下,采用不同工艺润滑轧制时的摩擦数据,就难于实现这一目的。应用校核法进行研究,获得接触摩擦的有关实验结果。在300和180二辊轧机上对薄钢带进行高速轧制,轧辊经过淬火和研磨,其表面粗糙度几乎相同,相当于ΓOCT—2759—59的六级。     

三次样条函数条元法及对带材轧制过程的模拟

提出了模拟带材轧制过程中一个新方法－三次样条函数条元法,在轧件宽厚比为６２５的条件下,用此方法对四辊轧机冷轧带材轧制过程的三维力学行为进行了研究,得到的在轧后边浪和中浪两种不同板形状态下的理论计算结果与实验结果有较好吻合,本方法对三维轧制理论,板形理论和析形控制技术的发展有重要意义。     

轧机扭转自激振动分析

研究轧辊黏滑运动引起轧辊扭转自激振动和自激振动对带材表面质量影响 .在分析轧辊工作界面的黏滑运动基础上 ,建立轧辊转动动力学方程 .根据轧辊与带材之间黏着和滑动特点 ,对滑动非线性摩擦力进行线性化处理和求解动力学方程 ,分析扭转振动特性得出 :随着黏着时间的减少 ,扭转振动的波形逐渐由锯齿形变为正弦形 ,摩擦自激振动可以表现出低于自由振动频率的所有频率分量 ;黏着时间与扭矩增量成正比 ,与转动轴刚度和传动轴转动速度成反比 ,滑动时间基本稳定 ,黏着时间越长 ,系统吸收的能量和释放的能量越多 ,由于滑动时间一定 ,容易引起带材表面剪切冲击和表面条纹 .工业现场测试表明轧机存在工作辊扭转自激振动 .图 7,表 3,参 8.     

考虑冷轧板材入口和出口弹性变形的接触弧长度的确定及轧制力计算

本文提出一个不仅考虑轧辊弹性变形,而且还考虑冷轧板材入口和出口弹性变形对接触弧长度影响的接触弧长度精确计算公式。因为精确确定轧辊和轧件相接触的接触弧长度,有助于对冷轧过程的进一步认识,使理论能更符合冷轧过程的物理变化规律。并在该公式的基础上,又提出一个简便而较精确的轧制力计算方法——图表法和解析法(简化公式)。上述公式和计算方法不仅适用于薄带钢和超薄带钢,而且还适用于铝箔等有色金属薄带材和箔材的计算。为冷轧工艺和冷轧机设计等一般工程计算提供了方便的条件,并给出较为符合实际的计算结果。此外,对合理选择冷轧机的工作辊直径和确定薄带材尤其是超薄带材的最小可轧厚度以及为电子计算机控制提供精确而又简便的数学模型,对提高轧制力予报精度,减少计算机的内存占用量,提高在线的运算速度,都有着重要的实际意义。