[發明專利]一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法

有效

• 申請號: 201910932139.2
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110814052B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 賈偉濤;趙瑞;馬立峰;尚田
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74;G06F30/20;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明提供一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法，對鎂合金板材進行大應變熱軋，利用板溫檢測設備在線檢測軋制入口表面溫度及出口溫度，獲得軋制變形區內表面平均溫度；并根據軋制力模型，反算出軋制變形區內板材整體的平均溫度；最后基于，利用平均板溫計算模型，反算出變形區內厚度中心平均溫度，并進一步通過計算模型，確定軋制變形區內厚向不同位置的平均溫度情況。本發明利用鎂合金板材大應變熱軋軋制力高溫度敏感的特點，通過在線監測軋制力來在線感知軋制變形區厚向平均板溫的分布狀態，解決了現有鎂合金軋制變形區溫度難跟蹤檢測的問題，具有快速、簡便易行等優點。

技術領域

本發明屬于鎂合金板材軋制技術領域，具體涉及一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法。

背景技術

鎂合金大應變熱軋因易于實現、生產率高、產品規格不受限等在高效低成本制備寬幅板帶材方面極具潛力，但其軋制工序將在極短時間內產生大量的摩擦熱和塑性變形熱。摩擦熱方面：軋制應變的增大會導致軋制界面真實接觸面積增加，黏滑強度提高，致使摩擦熱效應增強。塑性變形熱方面：由于比強度較高，鎂合金的塑性變形熱效應較為顯著，軋制應變的增大會導致軋制變形區板溫因顯著塑性變形熱急劇溫升。當工藝條件設定不當時，軋制變形區溫升可達到使板材局部嚴重軟化乃至失效的程度，產生廢品。而因變形區接觸熱傳導所引起的軋輥大幅溫升還會進一步劣化成形板材整板的組織和性能，加劇板材表面氧化程度，導致粘輥、纏輥、褶皺和其它板形問題易出現，造成板帶材成形質量下降。因此，鎂合金大應變熱軋成形對軋制變形區的溫度要求較為嚴格。

然而，由于缺乏可行、快速、靈敏的鎂合金變形區溫度在線測溫技術，大應變熱軋變形區溫度測量的滯后性和偏差較顯著，實際被控溫度存在較大超調，軋制過程中鎂板極易發生控溫偏離和溫度失控，嚴重制約對鎂合金微觀組織結構和塑性變形行為的優化調控，降低板材成材率。因此，提出切實可行的鎂合金板材軋制變形區板溫在線感知方法對提高鎂合金寬幅板帶材成形質量具有重要的意義。

鎂合金熱變形具有高度的溫度敏感性，表現為隨變形溫度的升高，變形抗力顯著軟化，導致變形區溫度變化時鎂合金會產生較大的變形抗力波動，致使軋制力發生明顯變化，即軋制力同樣高溫度敏感。因此，通過監測軋制力的變化來感知軋制變形區平均板溫及其波動情況是一種可行的方法，目前關于此類方法的研究尚未報道。

發明內容

針對上述情況，所提出的鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫在線測控困難的問題，本發明的目的在于：提供一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法，解決現有鎂合金軋制變形區溫度難跟蹤檢測的問題。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：提供一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法，但考慮到鎂合金軋制具有較大的界面摩擦系數，且摩擦系數具有較高的變形條件敏感性，鎂合金軋制力的準確構建離不開對接觸界面摩擦作用的量化，因此，本方法的應用前提是：假設軋件側表面與環境無熱交換發生，并且長度和寬度方向無明顯溫度變化，此時板坯自身的熱傳導具有沿厚向傳遞的單向性。

在上述前提下，一種鎂合金板材大應變熱軋變形區板溫的在線感知方法，具體操作步驟為：

(1)對鎂合金板材進行大應變熱軋，其道次壓下率40％，初始板溫250～420℃；利用板溫檢測設備在線檢測軋制入口表面溫度T₀及出口溫度T₁，根據獲得軋制變形區內表面平均溫度

(2)利用在線監測得到的軋制力P數據，并根據軋制力模型，反算出軋制變形區內板材整體的平均溫度最后基于利用平均板溫計算模型，反算出變形區內厚度中心平均溫度并進一步通過計算模型，確定軋制變形區內厚向不同位置的平均溫度情況。

上述方法中所涉及的軋制力模型構建步驟為：

(1)考慮道次壓下、輥徑及初始板厚對寬展的影響，構建鎂合金板材軋制寬展ΔB計算模型，據此，計算軋制變形區平均板寬其中，η為與材料相關的系數，Δh為軋制壓下量，R為軋輥半徑，H為軋制入口板厚；