冷軋工藝技術(shù).ppt

1、1,冷軋工藝技術(shù),1. 冷軋的特點(diǎn),（1）軋制溫度低，在軋制過(guò)程中將產(chǎn)生不同程度的加工硬化，有時(shí)需要多個(gè)軋程。,冷軋時(shí)，尤其是軋較硬較薄的帶鋼時(shí)，如何減小軋制力是一個(gè)需要解決的問(wèn)題，辦法一是采用多輥軋機(jī)，減小工作輥直徑，并采用大張力軋制；二是在冷軋中途進(jìn)行中間軟化退火。,在每?jī)纱诬浕嘶鹬g完成的冷軋過(guò)程叫一個(gè)軋程。帶鋼鋼質(zhì)越硬，成品越薄，所需軋程越多。當(dāng)然，我們希望在一個(gè)軋程完成整個(gè)冷軋過(guò)程，以免進(jìn)行中間軟化退火。,（2）采用大張力軋制,冷軋中張力的作用主要是：防止帶鋼在軋制過(guò)程中跑偏（即保證,2,正確對(duì)中軋制）；使帶鋼保持平直，改善板形；減輕軋件三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，降低變形抗力，進(jìn)而降低軋

2、制力，減小軋輥彈性壓扁，以利于軋制更薄的產(chǎn)品；適當(dāng)調(diào)整各架主電機(jī)負(fù)荷。,跑偏將破壞正常板形，軋后軋件出現(xiàn)楔形橫斷面和鐮刀彎，而且一旦出現(xiàn)軋件偏向輥縫一側(cè)軋制，則軋件有繼續(xù)向這邊偏移的趨勢(shì)，如不加以控制，就不能保證穩(wěn)定的軋制過(guò)程，甚至引起操作事故、設(shè)備事故。造成跑偏的根本原因是軋制中軋件的縱向（即軋件長(zhǎng)度方向）延伸沿橫向（即軋件寬度方向）不均勻分布。軋件總是向延伸小的一側(cè)偏移。而引起延伸不均勻的因素有多種，比如咬入時(shí)喂鋼不對(duì)中輥縫、軋件沿橫向溫度分布不均勻或組織性能分布不均勻、軋前輥縫未調(diào)平行、來(lái)料楔形等，因此跑偏是軋制操作中一個(gè)容易發(fā)生的問(wèn)題。,防止跑偏的方法有：1)控制軋機(jī)操作變量，如壓下量

3、，使工作輥縫（或稱負(fù)荷輥縫，為軋鋼時(shí)輥縫）為對(duì)稱的凸形，即中間縫隙大，兩邊縫隙小。在這樣的輥縫中軋制時(shí)，軋輥對(duì)軋件的作用力沿水平方向的分量迫使軋件自動(dòng)定位于輥縫中心；2)采用側(cè)導(dǎo)板夾持軋件；3)采用軋件對(duì)中控制；4)采用大張力軋制。,3,（3）工藝潤(rùn)滑,為保證軋后帶鋼有高的表面質(zhì)量和板形，除采用高質(zhì)量軋輥外，還要采用工藝潤(rùn)滑和冷卻。工藝潤(rùn)滑主要作用是減小金屬的變形抗力，同時(shí)也有降低軋件的變形熱、冷卻軋輥及改善板形的作用。,在冷軋過(guò)程中，由于金屬的變形及金屬與軋輥的摩擦產(chǎn)生的變形熱及摩擦熱，使軋輥及軋件產(chǎn)生較大的溫升。而輥面溫度過(guò)高會(huì)引起工作輥淬火層硬度下降，并有可能促使淬火層內(nèi)殘余奧氏體發(fā)生分

4、解，使輥面出現(xiàn)附加組織應(yīng)力，同時(shí)輥面溫度過(guò)高也會(huì)使冷軋工藝潤(rùn)滑劑失效，使?jié)櫥瑒┑挠湍て屏?，使軋制過(guò)程不能正常進(jìn)行。此外，在冷軋中，軋件溫度過(guò)高會(huì)使帶鋼產(chǎn)生浪形，造成板形不良，一般帶鋼的正常軋制溫度希望控制在90130，但在實(shí)際生產(chǎn)中帶鋼的溫度容易高于200，出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)停軋。,工藝潤(rùn)滑劑有軋制油和乳化液兩大類。潤(rùn)滑劑的選用與軋制品種、規(guī)格及軋機(jī)形式有關(guān)。一般冷軋時(shí)使用兼有潤(rùn)滑和冷卻兩種功能的乳化液，通過(guò)冷卻和過(guò)濾可以循環(huán)使用，到一定時(shí)間進(jìn)行更換。此外，為了控制帶鋼局部凸起等板形缺陷，寬帶軋機(jī)采用在輥身長(zhǎng)度方向多段冷卻和各段冷卻液流量單獨(dú)可調(diào)方式，以便在不同段、噴射不同量的乳化液進(jìn)行輥身凸度

5、調(diào)節(jié)。,4,2.冷軋對(duì)金屬材料組織和性能的影響,2.1 晶粒形態(tài)的變化,（1）鐵素體晶粒形態(tài)的變化,晶粒被拉長(zhǎng)或者壓扁,晶粒被拉長(zhǎng)或者壓扁成為細(xì)條狀組織和纖維組織，晶粒破碎成亞晶粒,等軸晶粒,未變形原始晶粒,輕微變形的滑移線,拉長(zhǎng)或壓扁的晶粒,細(xì)條狀組織和纖維組織,5,2.2 晶體微觀缺陷的變化,塑性變形,原子排列發(fā)生畸變,晶格扭曲,晶體缺陷增多,擇優(yōu)取向（織構(gòu)）,(2) 滲碳體對(duì)碳鋼變形的影響(阻礙鐵素體的變形）,數(shù)量,尺寸,形態(tài),滲碳體含量增加，阻礙作用增大,層片越細(xì)，阻礙作用增大,片狀的比球狀的阻礙作用大，網(wǎng)狀的比片狀的更大。,阻礙變形,取決于,空位、位錯(cuò)、晶界、亞晶界,各晶粒內(nèi)原子排列

6、位向趨于一致,6,2.3 金屬材料性能的變化,物理、化學(xué)性能,電阻增加，抗腐蝕能力降低,力學(xué)性能,強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降,2.4 殘余應(yīng)力,加工硬化,金屬性能,經(jīng)過(guò)塑性變形,殘余壓應(yīng)力和殘余拉應(yīng)力,由于材料內(nèi)部各部分變形不均勻變形造成的,7,2.5 織構(gòu)對(duì)材料性能的影響,各晶粒內(nèi)原子排列位向趨于一致稱為織構(gòu)或者擇優(yōu)取向,導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)各向異性,有利的影響,變壓器鐵心硅鋼片的導(dǎo)磁性能沿扎制方向顯著提高，提高變壓器的效率,不利的影響,在深沖杯形工件時(shí)，容易出現(xiàn)制耳現(xiàn)象，導(dǎo)致杯口邊沿不齊，造成廢品,8,2.6 殘余應(yīng)力的影響,(由于材料內(nèi)部各部分變形不均勻變形造成的),不利的影響,導(dǎo)致工件

7、尺寸不穩(wěn)定抵抗腐蝕能力降低,解決方法,去應(yīng)力退火,有利的影響,提高材料的疲勞強(qiáng)度,產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的方法,噴丸 滾壓,限于表層殘余壓應(yīng)力,9,3. 冷軋軋制壓力計(jì)算,影響軋件對(duì)軋輥總壓力的因素 3.1 總壓力計(jì)算公式的一般形式 F軋件與軋輥的接觸面積 平均單位壓力,可由下式?jīng)Q定.,因此，計(jì)算軋制力在于解決兩個(gè)基本參數(shù)。 計(jì)算軋件與軋輥間的接觸面積 計(jì)算平均單位壓力,10,3.2 影響平均單位壓力的因素,影響軋件機(jī)械性能的因素 影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素 影響軋件機(jī)械性能(簡(jiǎn)單拉、壓條件下的實(shí)際變形抗力）的因素有 金屬的本性 溫度 變形程度和變形速度?？蓪懗上率?式中，考慮溫度，變形程度和變形速度

8、對(duì)軋件機(jī)械性能影響的系數(shù)及普通靜態(tài)機(jī)械實(shí)驗(yàn)條件下的金屬屈服極限。,11,影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素,有外摩擦力 外端及張力等 可寫成下式:,考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)、外摩擦影響的系數(shù)、外端影響的系數(shù)、張力影響的系數(shù)。 根據(jù)以上所述軋制平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示:,表明確定軋輥的總壓力，需求接觸面積，應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)及變形抗力。,12,3.3 金屬實(shí)際變形抗力的確定,變形抗力取決于屈服極限、軋制溫度、速度和變形程度的影響，下面分別予以簡(jiǎn)單的討論。 （1）金屬及合金屈服極限s的影響 通常用屈服極限s來(lái)反映金屬及合金本性對(duì)實(shí)際變形抗力的影響。 在選取s時(shí)，一般最好用壓縮時(shí)的屈服極限，因

9、它與軋制變形較接近。 當(dāng)在靜態(tài)機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)中很難測(cè)出s?？捎?2。來(lái)代替。 近年來(lái)由于熱變形模擬試驗(yàn)機(jī)的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的s測(cè)定提供了有利條件。,13,（2）冷軋及熱軋金屬實(shí)際變形抗力的確定方法,冷軋金屬實(shí)際變形抗力的確定 冷軋時(shí)溫度和變形速度對(duì)金屬變形抗力的影響不大，nT=1,nu=1 n 影響大。在變形區(qū)內(nèi)各斷面處變形程度不等。通常根據(jù)加工硬化曲線取本道次平均變形量所對(duì)應(yīng)的變形抗力值,本道次軋前的預(yù)變形量；,本道次軋前的預(yù)變形量；,冷軋前軋件的厚度；,H 本道次軋前軋件的厚度； h本道次軋后軋件的厚度。,14,3.4 斯通平均單位壓力公式,上式經(jīng)積分后，得出斯通平均單位壓力公式:,考慮彈性壓扁的變形區(qū)長(zhǎng)度；,前后單位張力的平均值。,15,斯通平均單位壓力公式計(jì)算圖表,利用彈性壓扁接觸弧長(zhǎng)公