2021年冷轧基础知识.pdf

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1、1/12 第二节影响轧制的主要因素一、轧件的咬入1、咬入条件为了实现轧制过程，首先必须使轧件咬入轧辊，然后才能使金属充满轧辊的间隙，进行轧制。实践证明，金属的咬入和轧制过程的建立，并不是在任何情况下都能实现的，因此有必要研究轧辊咬入轧件的条件。在轧件的咬入瞬间，每个轧辊将向轧件作用两个力。一个是垂直于轧辊和金属相接触的法线力（径向力）N，另一个是轧辊与轧件表面相切处的摩擦力T，力 N 和力 T 之垂直分力的方向相同，使金属产生压缩变形，而力N 和力 T 的水平分力则方向相反，水平分力力求将轧件拖入轧辊之间，而水平分力则力求将轧件推出轧辊。显然，根据此二力的作用可以看出：如果 时，则轧辊不可能将

2、轧件咬入，轧制过程不能实现。如果时，则处于平衡状态，轧件仍然不可能被自然咬入。如果时，则轧辊可将轧件咬入。因此，如果不考虑咬入时的惯性力，要实现咬入，必须具有以下条件：当轧件被咬入充满辊间后，轧件与轧辊的接触面积逐渐增大，轧辊对轧件的合压力作用点也逐渐向内移动，最大咬入角与摩擦角的关系也随之发生变化。2、影响轧件咬入的因素轧辊直径及压下量的影响：当板厚一定时，轧辊直径愈大，则咬入精品w o r d 可编辑资料-第 1 页，共 12 页-2/12 角愈小，愈易咬入。轧件形状影响：由于轧件前端形状不同，对咬入难易有很大关系。当轧件前端大于后端时不利于咬入，当轧件前端小于后端，特别是两端呈尖形或船形

3、者有利于咬入。因开始咬入瞬间，轧件与轧辊接触点的位置及接触面的大小不同，显然，接触点愈向内移和接触面积愈大，则愈有利于咬入。为了易于咬入，常将铸锭的前端（或后端）制成尖楔形，圆形或椭圆形。轧辊表面状态对咬入的影响轧辊表面愈粗糙（例如工作几个班之后的普通材料轧辊）摩擦系数大，有利于咬入。反之，轧辊表面光滑（如冷轧的抛光辊）轧件的咬入就困难。轧制速度对咬入的影响轧制速度提高，不利于轧件咬入，轧制速度降低，则有利于轧件的咬入。轧制速度影响咬入的原因，一方面是由于轧制速度的提高，降低了轧辊与轧件间的摩擦系数，使咬入困难，另一方面是由于轧制速度的提高产生了妨碍轧件咬入的惯性力。在某些轧机上，为了保持轧制

4、过程的高生产率，但又避免由于提高轧制速度给咬入带来的不良影响，通常采用可调节速度的轧制方式。在咬入时期，辊速降低一称为咬入速度，当轧件咬入后，提高辊速，进行正常轧制。二、前滑在轧制时，金属从轧辊抛出的速度比轧辊圆周的线速度大，这种现象精品w o r d 可编辑资料-第 2 页，共 12 页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 Z

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11、F6 ZG4T1I9J8E83/12 称为前滑，前滑值可用下式表示：（V1）100%S前滑值V轧辊圆周线速度V1轧件离开轧辊的速度冷轧时，根据加工率、张力、摩擦系数等条件的不同，前滑值一般在06%范围之内。1、前滑值的确定实验法中比较易行的是刻痕法，即在轧辊表面上刻痕，距离为L。，轧制后在轧件表面的压痕距离为L1，则可按以下公式示求出前滑值（L1L。）/L。100%，用此法测定前滑值时，不但准确而且简单，因此被广泛采用，但其缺点是只能测定表面的滑动，不能测出金属内部滑动，2、影响前滑的主要因素轧制过程中，影响前滑的因素很多，根据理论计算公式及许多实验证明，影响前滑的主要因素是：压下量，轧辊直径

12、，摩擦系数，前、后张力，轧制速度及轧件宽度，至于轧制温度和金属种类则是以摩擦系数的形式来影响前滑的。这些主要因素对前滑的影响如下：随着压下量、轧辊直径、摩擦系数和前张力的增加而使前滑值增加，反之随着后张力和轧制速度的增加而使前滑值的降低，前滑值也随着轧件宽度的变化而变化，但当轧件宽度达到一定限度后，再继续增加宽度时，前滑值则不发生变化。三、宽展精品w o r d 可编辑资料-第 3 页，共 12 页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8

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19、U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E84/12 宽展系指轧件在轧制过程中沿宽度方向上尺寸的变化，也称为横展。宽展是轧件横向变形的一种现象。表示宽展的方法有绝对宽展和相对宽展两种。绝对宽展是指轧件轧制前后宽度之差，相对宽展是指轧件轧制前后宽度之差与轧前宽度之比。四、摩擦1、摩擦在轧制过程中的实际意义在冷轧板材时，一般希望降低摩擦系数，因为在这种轧制条件下，限制轧制过程顺利进行的不是最大咬入角，而是轧机允许的最大压力。同时摩擦系数对单位压力的大小及其分布有重要影响，摩擦系数所产生的摩擦力，需要额外

20、的功来克服它，摩擦系数的增加，使金属的变形抗力增大，即增加了变形的能量消耗。在轧制力计算时，应准确的确定沿咬入弧上摩擦系数的平均值，方能正确计算轧制力。2、不同轧制和润滑条件下的摩擦系数摩擦系数虽然如此重要，但直接测定摩擦系数是相当困难，因为摩擦系数与许多因素有关，如轧辊表面状态、润滑条件、轧制压力、轧制温度等。应当指出，在同一条件下，用不同测定方法往往得到互相矛盾的结果，所以对具体轧制条件下，在选择摩擦系数时，必须注意试验资料数据的原始条件。第三节冷轧制度的制定根据冷轧产品的性能，冷轧制度的制定应考虑以下几个方面的因素：一、第一类再结晶图精品w o r d 可编辑资料-第 4 页，共 12

21、页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y

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28、虑这一点，应使其总加工率远远超过临界变形程度，以便产品在一定温度下退火后，具有均匀而细小的晶粒组织。二、轧件的性能和方向性金属与合金在冷轧时，使晶粒形状沿最大主变形方向被拉长，拉细或压扁，在晶粒被拉长的同时，金属中的夹杂物和第二相也在被拉长或破碎，呈链状排列，这种组织称为纤维组织。冷轧过程中，当达到一定的变形程度以后，由于在晶粒内的晶格取向发生了转动，使其特定的晶面和晶向趋于排成一定方向，从而使原来位向紊乱的晶粒出现有序的变化，并有严格的位向关系，金属所形成的这种组织结构称为变形织构。纤维组织和变形织构的产生导致了金属的各向异性。在冷轧过程中，各向异性随着变形程度的增加而趋于明显，通常冷轧总加

29、工率达到50%60%以上时才出现明显的变形织构。如已形成明显变形织构的材料，经再结晶退火后变成另一织构即再结晶织构。这种织构对以后成型加工，例如拉伸成型、深冲成型等不利的。这种材料具有各向异性，它在深冲时，有的方向延伸较多而形成凸起，有的方向延伸较少而形成凹下，甚至破裂。凸起或凹下部分成对称分布，形成“制耳”。凸起部分与轧制方向可能呈0或 90和 45角，精品w o r d 可编辑资料-第 5 页，共 12 页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5

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36、H4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E86/12 通常分别称为 0或 90和 45制耳。冷轧总加工率达 90%的工业纯铝板，深冲时制耳率为56%，出现45制耳，若增加中间退火，则深冲制耳率可降低到13%，为了减少制耳（一般要求小于34%），冷轧总加工率不宜过大，最好控制在 50%左右。各向异性影响了某些产品的加工性能和产品质量，实际生产中应尽量避免或减轻产品的各向异性，均匀化退火是消除各向异性的有效措施，此外，对于某些特殊的产品，可以采取控制加工率，提高含铁量等措施进一步减少各向异性

37、。三、道次加工率和总道次加工率的确定在冷轧过程中轧件发生冷作硬化，因而塑性下降。冷变形程度达45 55%以后，纯铝及几乎所有的铝合金的伸长率都大致相同，约为 36%。但它们能够继续进行冷轧的能力却不一样。因此伸长率不能作为制定轧制制度的依据，而出现裂边时的变形量大小才可做为这种标准，如果每个道次压下量都能保持在不能引起裂边的大小，那么总的变形量可以达到很大的数值（轧制硬铝合金可达90 92%，轧制软铝合金时达95%以上），但是小的道次变形量将使轧件表面质量与轧出质量变坏，并由于增加道次数而大大降低冷轧机的生产率。良好的边部状态是获得优质轧件的基本条件之一。冷轧时，为防止裂边，规定一定总变形量后

38、要进行中间退火。对某些铝合金必须达到一定的总变形量，否则，就是退火制品，产品的机械性能也难以保证。道次加工率在合金塑性范围内，并能获得良好表面精品w o r d 可编辑资料-第 6 页，共 12 页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I

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44、10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E87/12 质量和轧出质量情况下，应尽量较大，以减少轧制道次，提高

45、轧机的生产效率，但道次加工率的大小要考虑设备条件，主要是受到最大轧制力的限制，如果轧制力过大，易产生断辊事故，各道次的加工率曲线应平滑上升。在分配道次加工率时，要考虑轧机性能，工艺润滑和冷却条件、张力、原始辊型和操作水平。当有特殊要求时，如厚度偏差要求更严格，表面 质 量 要 求 很 高 的 产 品，应 选 取 较 小 的 道 次 加 工 率，在 轧制 0.3 0.5毫米薄板时，为防止断带，要精心控制道次加工率，有意识地使轧件边部产生可切掉的边部小波浪。四、轧制速度随着轧制技术的发展，轧机的轧制速度不断提高。轧制速度提高，即缩短辅助时间，因而得到高的生产效率。采用高速轧制时要解决一系列问题，其

46、中主要有：1、必须具有可控制而且有效的冷却系统。在高速轧制过程中，它能有效地降低轧辊与轧件的温度，避免轧辊温度过高而产生粘铝。2、工艺润滑剂的各种性能应能满足高速轧制时的要求。例如粘温特性，润滑性能等都应符合高速轧制要求。3、高速轧制要求有相应的自动控制系统。例如，快速而准确的停车和断带的自动保护装置等。4、能够准确、及时测量并控制厚度。如摩擦系数与轧制速度的关系所述，随着轧制速度的增加，摩擦系数降低，反映在带材厚度上，轧制速度提高，则带材厚度减薄。精品w o r d 可编辑资料-第 7 页，共 12 页-文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编

47、码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8

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50、档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3Z8 HZ10X5P2T6F6 ZG4T1I9J8E8文档编码:CH4N5Y6U3