[發明專利]一種高溫軋制過程摩擦系數測試方法

在審

• 申請號: 202010030957.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111229841A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 李閣平;袁福森;韓福洲;張英東;郭文斌;阿里·穆罕默德;任杰;劉承澤;顧恒飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21B38/00
• 分類號: B21B38/00;G01N19/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明提供了一種高溫軋制過程摩擦系數測試方法，其特征在于：在Gleeble熱模擬實驗機上通過設計相應測試系統實現高溫下的圓環鐓粗。測定鐓粗后圓環的高度和內徑尺寸，并與定標曲線進行比較即可得出具體的摩擦系數。本發明攻克了高溫軋制過程摩擦系數難測量的問題，為實際軋制工藝以及相關學術研究提供數據支撐。所述方法適用于任何從300℃至1050℃高溫軋制過程摩擦系數的測量，而且該方法測試精準度高，測試過程簡單易行。

技術領域

本發明涉及摩擦系數測試領域，特別提供了一種高溫軋制過程摩擦系數測試方法。

背景技術

軋制是金屬板材或管材最常見的加工方式，最普遍的軋制工藝又分為熱軋和冷軋。軋制過程就是將室溫或加熱到一定溫度的軋件從軋輥一側拽入輥縫，再從另一側擠出的過程，整個過程是通過摩擦來實現的。摩擦是軋制過程中極其關鍵的因素，其直接影響到軋制過程中的各種參數，如：咬入角、軋制力、前滑值與后滑值，也關系到軋制過程的穩定性和最小可軋厚度，決定著產品的品質。在軋制過程中對摩擦的調控可提高生產的效率和產品質量。

對于一般的機械運動而言只存在外摩擦，也即是僅有接觸面上的摩擦力。但是軋制過程中不僅包含機械運動，軋件也會發生強烈的塑性變形。也即是不但有軋件與軋輥之間的外摩擦，還有因軋件發生塑性流動使得金屬內部質點產生相對運動(滑移或孿生)引起的內摩擦，內外摩擦同時存在，相互作用。因此，很難測量軋制過程的摩擦系數。

來自專利《一種電動式高溫摩擦系統測量裝置》(申請號：201711034440.9)、《高溫環境下摩擦系數測量裝置及測量方法》(申請號：201110001235.9)以及《一種摩擦系數的測量裝置及測量方法》(申請號：201910760575.6)都提供了摩擦系數的測試方法，但是這些方法僅僅限于測量材料的外摩擦系數，無法測量軋制過程(既包含外摩擦又包含內摩擦)的摩擦系數。圓環鐓粗法是測量塑性成形過程摩擦系數的一種通用方法，但是該方法目前僅限于室溫的塑性變形過程。關于高溫軋制過程的摩擦系數測試方法還沒有任何報道。目前，迫切需要一種高溫軋制過程摩擦系數的測試方法。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種高溫軋制過程摩擦系數測試方法。旨在攻克高溫軋制過程摩擦系數難測量的問題，為實際軋制工藝以及相關學術研究提供數據支撐。

本發明采用如下技術方案：

一種高溫軋制過程摩擦系數測試方法，其特征在于，在Gleeble熱模擬實驗機上通過設計相應測試系統實現圓環鐓粗，具體步驟如下：

(1)在軋件上截取樣品加工出特定尺寸比列的圓環；

(2)從軋輥材料上截取原料加工出Gleeble熱模擬試驗機的砧子；

(3)在Gleeble熱模擬試驗機上裝配步驟(2)中加工的砧子；

(4)通過焊接的方法，在步驟(1)中加工的圓環上焊接鉑絲和鉑銠合金絲，并在Gleeble熱模擬實驗機上安裝好圓環；

(5)設定具體溫度以及應變速率(參見實際工況)，每個溫度和應變速率條件下設定3-5個應變量，并進行相應的鐓粗實驗；

(6)測定特定溫度和應變速率下不同應變量對應圓環的高度和內徑；

(7)通過步驟(6)得出的結果與定標曲線進行比較，得出具體的摩擦因子；

(8)對摩擦因子進行修正得出具體的摩擦系數。

作為優選的技術方案：

步驟(1)中加工的圓環外徑(D)，內徑(d)和高度(H)具體比例為：D:d:H＝6:3:2、4:2:1或者6:3:1，具體圓環尺寸圖參見圖1。