[發明專利]一種調控超厚鋁板非對稱內剪切熱軋過程彎曲程度的方法

在審

• 申請號: 201810183194.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108405631A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 張濤;魯世紅;李磊;章珈彬;李正芳;陳鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種調控超厚鋁板非對稱內剪切熱軋過程彎曲程度的方法，其特征在于熱軋過程中，上下兩個工作輥線速度不同，下軋輥線速度V₂大于上軋輥線速度V₁，并且兩個工作輥中心不在同一條豎直線上，在水平方向存在一定的錯位量S。本發明的方法是先根據厚板初始厚度通過軋機壓下裝置調節上下軋輥的輥縫大小，控制軋制道次壓下量，然后分別通過調節上下軋輥對應的電機轉速，實現兩工作輥不同的線速度，通過計算機仿真計算出合適的軋輥水平錯位量，通過設定軋輥水平錯位量的大小，從而使超厚板軋制成形。本發明方法能有效解決超厚板在異步軋制過程中彎曲嚴重的問題，通過調節上下軋輥錯位量，能使超厚板在承受強剪切變形的同時保持板形平直，從而保證多道次非對稱軋制順利進行，有效解決超厚板非對稱軋制過程中彎曲嚴重引起的軋機損壞及其他安全事故。

技術領域

本發明涉及金屬熱加工軋制成形技術領域，具體涉及一種調控超厚鋁板非對稱內剪切熱軋過程彎曲程度的方法。

背景技術

鋁合金超厚板(厚度大于80mm)廣泛應用于航空航天、船舶艦艇、軌道交通和汽車工業等各個領域，尤其是高性能鋁合金超厚板，是飛機的主承力部件的關鍵性結構材料。熱軋是生產鋁合金超厚板的關鍵工藝過程，然而傳統對稱軋制難使鋁合金超厚板中心實現大變形，易造成超厚板表面和厚度中心的變形不均勻、從而引起微觀組織和力學性能不均一等問題，嚴重影響板材的性能，因此航空航天用的大規格超厚板材料仍需進口。

由于傳統對稱軋制難使變形深入超厚板中心，造成心部性能較差，異步軋制被用來解決此問題。異步軋制中，上下軋輥線速度不一致，在軋制變形區會形成一個上下表面摩擦力方向相反的“搓軋區”，超厚板在搓軋區同時承受壓縮變形和強剪切變形，強剪切變形有利于變形深入厚度中心，從而細化心部晶粒，提高力學性能。然而由于上下軋輥線速度不同，易引起超厚板上下表面變形不均勻，從而引起板材朝變形較小的那側彎曲，當超厚板彎曲程度較大時，會影響多道次軋制過程順利進行，彎曲嚴重時甚至會損壞軋機，造成安全事故。

為了解決異步軋制過程超厚板彎曲嚴重的問題，采用同時具備運動非對稱性(上下軋輥線速度不同)和幾何非對稱性(上下軋輥存在水平錯位量)的非對稱內剪切軋制方式。異步軋制中由于上下軋輥線速度不同，板材上、下表面應變不同，導致軋板會向慢速軋輥一側彎曲，而非對稱內剪切軋制中將慢速側軋輥向出口方向錯位會對軋板施加一個與軋板彎曲方向相反的力矩，可使得超厚板在獲得強剪切變形的同時減小軋板的彎曲。

發明內容

本發明的目的是針對現有的對稱軋制或異步軋制技術難使超厚板同時獲得強剪切變形和小彎曲程度的不足之處，提供一種調控超厚鋁板非對稱內剪切熱軋過程彎曲程度的方法，在保證超厚板平直的基礎上提高其變形滲透性及均勻性，從而提升力學性能。

一種調控超厚鋁板非對稱內剪切熱軋過程彎曲程度的方法，設備采用非對稱內剪切軋制形式，其特征在于：與傳統對稱軋制不同的是，其同時包含運動非對稱性與幾何非對稱性，上下軋輥分別由兩個電機驅動，可實現不同的軋輥線速度調節；上下兩個軋輥的中心線不在同一豎直線上，水平方向存在一定錯位量，并可實現不同水平錯位量的調節。

本發明的優點是：

1、非對稱內剪切軋制同時具備運動非對稱性與幾何非對稱性，如圖1所示，下軋輥為快速輥，其線速度大于上軋輥(V₁＜V₂)，同時下軋輥幾何位置固定不變，上軋輥朝軋制出口方向施加一定的水平錯位量S。與異步軋制相比，上下軋輥水平錯位量能形成一個與厚板彎曲方向相反的力矩，該力矩的存在能有效減少軋板的彎曲程度，保證多道次非對稱內剪切軋制過程順利進行，有效避免軋機損壞及其他安全事故。

2、非對稱內剪切軋制中，上下軋輥線速度由不同電機控制，可實時調節上下軋輥速度比，從而實現不同程度剪切變形。

3、非對稱內剪切軋制中，下軋輥位置固定，可通過改變上軋輥水平位置實時調節上下軋輥水平錯位量，從而實現對超厚板不同程度彎曲行為的調控。