一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋的製造方法
2023-09-10 23:34:55 2
一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋機，該實驗軋機使用上下輥均可徑向調節的二輥軋機，其入口側設有兩個或三個張力液壓缸，出口側設有一個張力液壓缸，每個張力液壓缸活塞杆末端均裝有一個板材夾緊裝置。根據待覆合異種金屬材料的力學性能，通過伺服閥控制各張力液壓缸內液壓油的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現對入口異種金屬板和出口複合板張力的獨立控制。每個夾緊裝置設有複合板坯頭尾加熱裝置，出口側張力液壓缸與軋輥間有一個上下可調的複合板坯中間加熱裝置，可實現冷軋複合和熱軋複合實驗。熱軋複合軋制之前，在惰性氣體保護下，通過複合板坯頭尾加熱裝置和中間加熱裝置預先對複合板坯進行加熱，使板坯準確升高到設定溫度且分布均勻，以滿足熱軋複合軋制工藝要求。本實用新型為研究層狀金屬複合板軋制中前後張力和溫度對複合效果的影響，並尋求合理的帶張力複合軋制工藝參數提一種切實可用的實驗設備。
【專利說明】一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋機
[0001]【技術領域】:本發明涉及一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋機，為研究層狀複合板前後張力對軋制複合效果的影響，提供一種切實可用的實驗設備。
【背景技術】:
[0002]層狀金屬複合板是將物理、化學性能各異的兩種或多種金屬通過適當工藝複合而成的一種層狀複合材料，通過發揮各自的性能優勢，實現單一金屬板無法達到的綜合性能，節約貴重金屬材料。層狀金屬複合板製備方法的研究，國內外都取得了重要進展，形成了固-固相複合、固-液相複合和液-液相複合三種主要工藝形式。其中，固-固複合法中的軋制複合法可進行成卷連續生產、各金屬組元層的厚度均勻、產品尺寸精確、性能穩定、生產效率高、成本低、易於實現大規模工業化生產而成為國內外學者研究的重點，也是目前生產層狀複合板的主要方法。
[0003]雖然軋制複合法研究眾多，並取得了重要的研究成果，部分已經投入生產，但層狀複合板複合軋制仍存在很多問題，如初結合臨界壓下量大，軋後翹曲等。為解決上述問題，近年來帶張力軋製法得到了重視，該方法通過分別對待覆合板坯和軋制出口複合板施加張力，能降低複合板結合臨界壓下率、改善軋制後翹曲，同時張力軋制還可以有效控制複合板的層厚比。目前帶有前後張力模擬裝置的單金屬板實驗軋機已有報導，但尚無適用於層狀複合板軋制前後張力模擬的實驗裝置。
實用新型內容:
[0004]本實用新型為研究層狀金屬複合板軋制複合過程中前後張力和溫度對複合效果的影響，並尋求合理的帶張力複合軋制工藝參數提供一種切實可用的實驗設備。
[0005]為提供上述實驗條件，本實用新型中的實驗軋機使用上下輥均可徑向調節的二輥軋機，其入口側設有兩個或三個張力液壓缸，出口側設有一個張力液壓缸，每個張力液壓缸活塞杆末端均裝有一個板材夾緊裝置，入口側夾緊裝置用於分別夾持待覆合的異種金屬板，出口側夾緊裝置用於夾持軋後出口層狀複合板。根據待覆合異種金屬材料的力學性能，通過伺服閥控制各張力液壓缸內液壓油的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現對入口異種金屬板和出口複合板張力的獨立控制。每個夾緊裝置設有複合板坯頭尾加熱裝置，出口側張力液壓缸與軋輥間有一個上下可調的複合板坯中間加熱裝置，可實現冷軋複合和熱軋複合。
[0006]本實驗軋機的使用方法為:
[0007]步驟I選取合適的異種金屬板，除去表面氧化層，並脫去油脂，保持界面光亮清潔。
[0008]步驟2入口側夾緊裝置夾緊待覆合的板坯尾端，將複合板坯頭部按順序層狀疊放在一起，並用出口側夾緊裝置夾緊。調節軋機輥縫以確保複合板坯能順利通過，入口側張力液壓缸活塞杆伸出至極限位置，將複合板坯尾端送至接近輥面處。出口側張力液壓缸活塞杆退回，使板坯處於繃緊狀態，將複合板坯中間加熱裝置向軋制線移動至與複合板坯接觸狀態。
[0009]步驟3啟動複合板坯頭尾加熱裝置和中間加熱裝置，將複合板加熱到設定的溫度後，複合板坯中間加熱裝置與複合板坯分離一定距離，再同步調節入口側和出口側張力液壓缸，使入口側張力液壓缸活塞杆退回極限位置，出口側張力液壓缸活塞杆伸出至極限位置且接近軋機出口位置，設備進入待軋制狀態。
[0010]步驟4關閉各加熱裝置，軋輥進行帶負荷壓下至規程設定的輥縫值，並根據待覆合異種金屬材料的力學性能，通過伺服閥控制各張力液壓缸內液壓油的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現為入口異種金屬複合板坯和出口複合板提供不同的張力。啟動軋機，以規程設定的速度進行複合軋制。
[0011]步驟5當入口側張力液壓缸活塞杆伸出至極限位置時，停止軋制，調節輥縫，取出軋件。整個過程在惰性保護氣氛下進行，通過控制溫度、壓下量、各板張力，來尋求合理帶張力複合軋制工藝參數，以獲得良好的複合效果。
[0012]若研究冷軋則在上述步驟中去除加熱部分，不再重複敘述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為利用本實用新型進行雙金屬板不對稱複合軋制示意簡圖。
[0014]圖2為利用本實用新型進行雙金屬板對稱複合軋制示意簡圖。
[0015]圖1中:I一入口側斜置張力液壓缸，2—入口側斜置夾緊裝置，3—金屬板A，4一入口側水平張力液壓缸，5—入口側水平夾緊裝置，6—金屬板B，7—下軋輥，8—上軋輥，9一力口熱裝置，10—複合板AB，11—出口側水平夾緊裝置，12—出口側水平張力液壓缸
[0016]圖2中:1 一入口側斜置張力液壓缸(上)，2—入口側斜置夾緊裝置(上)，3—金屬板A，4一入口側水平張力液壓缸，5—入口側水平夾緊裝置，6—金屬板B，7—入口側斜置張力液壓缸(下)，8—入口側斜置夾緊裝置(下)，9一金屬板C，10—下軋輥，11 一上軋輥，12—複合金屬板ABC，13—加熱裝置，14一出口側水平夾緊裝置，15—出口側水平張力液壓缸
【具體實施方式】:
[0017]結合圖1、圖2分別對本實用新型實驗軋機操作進行說明。
[0018]實施例1
[0019]結合圖1，說明利用本實用新型進行雙金屬板不對稱熱軋複合實驗的操作步驟。圖中3金屬板A選取工業純鋁，圖中6金屬板B選用工業紫銅。工業純鋁的尺寸為2500 X 300 X 3mm,工業紫銅的尺寸為 2500 X 300 X 1mm。
[0020]步驟I工業純鋁板3和工業紫銅板6，採用丙酮溶液浸泡去除表面油汙，在10%NaOH溶液中浸洗lOmin，以去除試樣表面氧化皮層，用無水乙醇洗淨、烘乾，保持界面光亮。
[0021]步驟2調節上軋輥8和下軋輥7之間輥縫為8mm，且上軋輥8和下軋輥7距離中心對稱面距離均為4mm以保證複合板坯順利通過。入口側斜置夾緊裝置2夾緊工業純鋁板3尾端，入口側水平夾緊裝置5夾緊工業紫銅板6尾端，將銅鋁複合板坯頭部按順序層狀疊放在一起，出口側水平夾緊裝置11夾緊銅鋁複合板坯10。入口側斜置張力液壓缸I和入口側水平張力液壓缸4的活塞杆伸出至極限位置，使銅鋁複合板坯10尾端距離輥面150mm，出口側水平張力液壓缸12的活塞杆退回，使板坯處於繃緊狀態。將複合帶坯中間加熱裝置9向軋制線移動至與銅鋁複合板坯10接觸。
[0022]步驟3啟動各夾緊裝置的加熱裝置和加熱裝置9，並設置溫度為400°C保持穩定，經過約10-20min加熱，將複合板坯加熱至400°C。調節加熱裝置9，使其與銅鋁複合板10分離400mm，同步調整各張力液壓缸,使入口側斜置張力液壓缸I和入口側水平張力液壓缸4的活塞杆退回至極限位置，出口側水平張力液壓缸12的活塞杆伸出至極限位置，銅鋁複合板還頭部距離棍面150mm,設備進入軋制狀態。
[0023]步驟4關掉各加熱裝置，調整二輥軋機，取壓下率50%，軋輥7和軋輥8帶負荷向軋制線各壓下3_。根據銅鋁材料力學性能的差異，通過伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現為入口側銅鋁待覆合板坯和出口側銅鋁複合板提供不同的張力。啟動軋機，以3m/min的速度進行軋制複合。
[0024]步驟5當入口側斜置張力液壓缸I和入口側水平液壓缸4的活塞杆伸出至極限位置時，停止軋機，調節輥縫，取出軋件，整個過程在惰性保護氣氛下進行。通過控制溫度、壓下量、各板張力，來尋求合理帶張力複合軋制工藝參數，以獲得良好的複合效果。
[0025]實施例2
[0026]結合圖2，說明利用本實用新型進行雙金屬板對稱熱軋複合實驗的操作步驟。圖中3金屬板A和圖中9金屬板C選取工業紫銅，圖中6金屬板B選用工業純鋁。其中工業紫銅尺寸為2500 X 300 X 1mm，工業純鋁尺寸2500 X 300 X 2mm。
[0027]步驟I工業純鋁 板6、工業紫銅板3和工業紫銅板9，採用丙酮溶液浸泡去除表面油汙，在^^^(^溶液中浸洗川!^!!，以去除試樣表面氧化皮層，用無水乙醇洗淨、烘乾，保持界面光亮清潔。
[0028]步驟2調節上軋輥11和下軋輥10之間輥縫為8mm，且上軋輥11和下軋輥10距離中心對稱面距離均為4mm。入口側斜置夾緊裝置(上)2夾緊工業紫銅板3尾端，入口側水平夾緊裝置5夾緊工業純鋁板6尾端，入口側斜置夾緊裝置(下)8夾緊工業紫銅板9尾端，將複合板坯頭部按順序層狀疊放一起，出口側水平夾緊裝置14夾緊銅鋁銅複合板坯12。入口側斜置張力液壓缸(上)1、入口側水平張力液壓缸4和入口側斜置張力液壓缸(下)7的活塞杆伸出至極限位置，使銅鋁銅複合板坯10尾端距離輥面150mm，出口側水平張力液壓缸15活塞杆退回，使板坯處於繃緊狀態，將複合板坯中間的加熱裝置13向軋制線移動至與銅鋁銅複合板12接觸狀態。
[0029]步驟3啟動各夾緊裝置的加熱裝置和加熱裝置13，並設置溫度為400°C保持穩定，經過約10-20min加熱,將複合板還加熱至40(TC。調節加熱裝置13,使其與板還分離400mm,同步調整入口側斜置張力液壓缸(上)1、入口側水平張力液壓缸4和入口側斜置張力液壓缸(下)7的活塞杆使其退回至極限位置，出口側水平張力液壓缸15的活塞杆伸出至極限位置，銅鋁銅複合板坯12的頭部距離輥面150_，設備進入待軋制狀態。
[0030]步驟4關掉各加熱裝置，調整二輥軋機，取壓下率50%，軋輥10和軋輥11帶負荷向軋制線各壓下3_。根據銅鋁材料力學性能的差異，通過伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現為入口側銅鋁待覆合板坯和出口側銅鋁複合板提供不同的張力。開動軋機，以4m/min的速度進行軋制複合。
[0031]步驟5當入口側斜置張力液壓缸(上)1、入口側水平張力液壓缸4和入口側斜置張力液壓缸(下)7的活塞杆伸出至極限位置時，停止軋機，調節輥縫，取出軋件，整個過程在惰性保護氣氛下進行。通過控制溫度、壓下量、各板張力，來尋求合理帶張力複合軋制工藝參數，以獲得良好的複合效果。
[0032]實施例3
[0033]結合圖1，說明利用本實用新型進行雙金屬板不對稱冷軋複合實驗的操作步驟。圖中3金屬板A選取工業純鋁，圖中6金屬板B選用工業紫銅。工業純鋁的尺寸為2500 X 300 X 3mm,工業紫銅的尺寸為 2500 X 300 X 1mm。
[0034]步驟I工業純鋁板3和工業紫銅板6，採用丙酮溶液浸泡去除表面油汙，在10%NaOH溶液中浸洗lOmin，以去除試樣表面氧化皮層，用無水乙醇洗淨、烘乾，保持界面光亮。
[0035]步驟2調節上軋輥8和下軋輥7之間輥縫為8mm，且上軋輥8和下軋輥7距離中心對稱面距離均為4mm，以保證複合板坯順利通過。入口側斜置夾緊裝置2夾緊工業純鋁板3尾端，入口側水平夾緊裝置5夾緊工業紫銅板6尾端，將銅鋁複合板坯頭部按順序層狀疊放在一起，出口側水平夾緊裝置11夾緊銅鋁複合板坯10。入口側斜置張力液壓缸I和入口側水平張力液壓缸4的活塞杆退回至極限位置，，出口側水平張力液壓缸12的活塞杆伸出至極限位置，銅鋁複合板坯頭部距離輥面150_，設備進入軋制狀態。
[0036]步驟3調整二輥軋機，取壓下率50 %，軋輥7和軋輥8帶負荷向軋制線各壓下3mm。根據銅鋁材料力學性能的差異，通過伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現為入口側銅鋁待覆合板坯和出口側銅鋁複合板提供不同的張力。啟動軋機，以3m/min的速度進行軋制複合。
[0037]步驟4當入口側斜置張力液壓缸I和入口側水平液壓缸4的活塞杆伸出至極限位置時，停止軋機，調節輥縫，取出軋件，整個過程在惰性保護氣氛下進行。通過控制壓下量、各板張力，來尋求合理帶張力複合軋制工藝參數，以獲得良好的複合效果。
【權利要求】
1.一種帶張力模擬裝置的層狀複合板實驗軋機，其特徵為實驗軋機使用上下輥均可徑向調節的二輥軋機，其入口側設有兩個或三個張力液壓缸，出口側設有一個張力液壓缸，每個張力液壓缸活塞杆末端均裝有一個板材夾緊裝置，入口側夾緊裝置用於分別夾持待覆合的異種金屬板，出口側夾緊裝置用於夾持軋後出口層狀複合板。
2.根據權利要求1所述的實驗軋機，每個夾緊裝置設有複合板坯頭尾加熱裝置，出口側張力液壓缸與軋輥間有一個上下可調的複合板坯中間加熱裝置，可實現冷軋複合和熱軋複合實驗。
3.根據權利要求1所述的實驗軋機，根據待覆合異種金屬材料的力學性能，通過伺服閥控制各張力液壓缸內液壓油的流量和壓力，從而驅動張力液壓缸產生與軋制速度相同步的位移，實現對入口異種金屬板和出口複合板張力的獨立控制。
【文檔編號】B21B1/24GK203737707SQ201320735653
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】黃華貴, 劉文文, 葉麗芬, 呂增偉, 杜鳳山 申請人:燕山大學