幾種軋制工藝介紹

異步軋制

異步軋制是一種速度不對等軋制，上下工作輥表面線速度不等，以降低軋制力；因此又稱差速軋制，也稱搓軋。異步軋制用于軋制雙金屬板，將引起軋件的彎曲變化，異步軋制可以調節雙金屬板的彎曲曲率，而且在同一異步比的條件下，兩金屬組元的厚比在某一變形程度條件下，可以得到平直的軋件。異步軋制是一個新的軋制工藝，有許多優點。采用異步軋制可以大大地降低軋制力，所以設備重量輕，能耗低，軋機變形小，產品精度高；減少了軋輥的磨損和中間退火，降低了生產費用；軋制道次少，生產率高；軋機可軋厚度大。異步軋制不但適用于冷軋板帶，并且可以用于熱軋板等，是一項很有發展前途的生產工藝。異步軋制的不足主要是容易引起軋機震顫。

累積疊軋焊

累積疊軋焊( accumulative roll bonding，ARB) 是將表面進行脫脂、加工硬化等處理后尺寸相等的兩塊薄板材料在一定溫度下疊軋并使其自動焊合，然后重復進行相同的工藝反復疊片、軋制焊接，從而使材料的組織得到細化，夾雜物均勻分布，大幅度提高材料的力學性能。

雙驅動軋制

雙驅動軋制常用于環件加工，其基本工作原理與常規環件軋制基本相似，不同之處在于雙驅動軋制過程中芯輥上加載一個驅動力矩，使得芯輥的轉動方式由隨動轉動變為自主驅動控制轉動。環件雙驅動軋制設備是在常規環件軋制設備的基礎上將芯輥部件改成帶液壓驅動旋轉的芯輥，能夠實現芯輥自主運動。在驅動輥和芯輥旋轉作用下，環件連續進入由驅動輥與芯輥構成的軋制孔型。由于芯輥自主運轉并不隨環件運轉，在軋輥與環件表面摩擦力的作用下，環件內、外表面材料旋轉速度不相匹配，猶如環件內、外表面材料發生搓動，增大了環件組織的塑性變形量使得環件產生連續局部塑性變形。壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形的同時，環件內部組織因產生較大的塑性變形而改善零件的組織性能。環件經反復多轉軋制使直徑達到預定值時，環件外表面與信號輥接觸，驅動輥停止進給運動，環件雙驅動軋制過程結束。軋制過程中，導向輥的導向運動保證了環件的平穩轉動。

1 軋制過程

軋制過程是由軋件與軋輥之間的摩擦力將軋件拉進不同旋轉方向的軋輥之間使之產生塑性變形的過程。金屬材料尤其是鋼鐵材料的塑性加工，90%以上是通過軋制完成的。

圖1 軋制簡圖

軋制工藝按照產品類型可以分為板帶軋制、管材軋制、型材軋制以及棒、線材軋制四種基本類型; 按生產工藝可以分為熱軋和冷軋工藝;按厚度可分為薄板（厚度<4mm）、中板（厚度4~20mm）、厚板（厚度20~60mm），特厚板(厚度>60mm、***厚達700mm) 。

2 軋制變形理論

2.1 軋制變形區

軋制時軋件在軋輥作用下發生變形的部分稱為軋制變形區。

圖2 軋制變形區示意圖

2.2 簡單理想軋制及幾何變形區

簡單理想軋制的條件：軋輥直徑相同、轉速相等、軋輥為圓柱形剛體、軋件為均勻連續體，軋制時變形均勻，軋件為平板。

幾何變形區：軋件與軋輥接觸面之間的幾何區，即從軋件入軋棍的垂直平面到軋件出軋輥的垂直平面所圍成的區域ACBD。

圖3 簡單理想軋制過程示意圖

2.3 簡單軋制時變形區參數間的關系

1）咬入角軋件被咬入軋輥時軋件和軋輥***先接觸點和軋輥中心的連線與兩軋輥中心連線所構成的角度。

圖4 咬入角在軋制時的解析計算

2）變形區長度軋件和軋輥接觸圓弧的水平投影長度。兩軋輥直徑相等時:

圖5 變形區長度的解析計算

3）接觸面積接觸面水平投影面積。解析算式如下：

2.4 變形理論

2.4.1沿軋件斷面高度方向上的變形分布不均勻

帶鋼表面粗晶區的形成和軋制狀態有關 :

1）軋制時 ，由于摩擦力的存在 ，在軋件和軋輥接觸部位存在難變形區 ，當軋制潤滑條件不好時，容易在表面層產生粗晶區，可以通過開啟機架間冷卻水來改善潤滑。

2）沿軋件高向上變形分布是不均勻的，表面層變形小。壓下量分配不合理時 ，使得軋件表面層變形量小，從而產生粗晶。

圖6 軋制變形區Ⅰ-易變形區;Ⅱ-難變形區 ; Ⅲ-自由變形區

2.4.2 不均勻變形理論:

1）沿軋件斷面高度方向上的變形、應力和金屬流動分布都是不均勻的。

2）在幾何變形區內，在軋件與軋輥接觸表面上，不但有相對滑動，而且還有粘著，在粘著區軋件與軋輥之間無相對滑動。

3）變形不但發生在幾何變形區內，也產生在幾何變形區以外，其變形分布都是不均勻的，軋制變形區分為變形過渡區，前滑區，后滑區和粘著區。

4）在粘著區有一個臨界面，在這個面上金屬的流動速度分布均勻，且等于該處軋輥的水平速度。