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1、材料加工工程材料加工工程Flat-and Shape-Rolling Processes不同类型的板材和型材轧制示意图 第1页/共28页板材的轧制板材轧制工艺示意图 板材初始厚度h0出轧辊时厚度hf板材进入速度V0轧辊速度Vr 出轧机速度Vf板材初始宽度w0出轧辊时宽度wf 参数：第2页/共28页摩擦力在板材表面的作用 摩擦力的方向中性点左右两侧摩擦力的大小摩擦力越大越好吗？注意：板材的轧制摩擦力摩擦力第3页/共28页板材的轧制轧制力及所需动力轧制力及所需动力轧制力以及作用在轧辊上的扭矩 轧制力作用的方向 轧制力估算公式：板材和轧辊的接触长度 板材的宽度 板材在辊缝间的平均真实应力 注意摩擦系
2、数！第4页/共28页板材的轧制轧制力及所需动力轧制力及所需动力轧制力以及作用在轧辊上的扭矩 轧制力轧辊的rmp 注意有的资料上是英制估算轧辊所需动力每一轧辊的动力是：第5页/共28页板材的轧制轧制力轧制力四辊轧机机座示意图 轧制力可能引起的情况轧辊的偏转和压扁对轧辊间隙的影响。轧辊安装间隙必须比计算值紧密些，以补偿这些变形。第6页/共28页板材的轧制减小轧制力的方法减小轧制力的方法a.减小摩擦；b.使用较小半径的轧辊，减少接触面积；c.减小每一道次的压下量，减少接触面积；d.高温下轧制，减少材料的强度。e.在轧制过程中对板材施加一个轴向的拉力.第7页/共28页板材的轧制几何补偿几何补偿图（a）
3、由于轧制力引起的圆柱形轧辊的弯曲；（b）轧辊面的弯曲，使得板材厚度均匀一致 由于力的作用产生了几何变形轧辊的弯曲第8页/共28页板材的轧制展宽（展宽（speadingspeading）板材轧制中的展宽（也可见图4.2）类似于面团被擀面杖擀过那样.利用与轧件边缘接触的垂直轧辊（如轧边机上所用的），可以防止展宽。第9页/共28页板材轧制的应用铸造金属或包含大晶粒的锻造金属在热轧过程中晶粒的变化.第10页/共28页图 不同类型的板材和型材轧制示意图 板材轧制的应用初坯方坯板坯第11页/共28页热轧板材轧制的应用轧制前对材料的表面处理！喷火器（火焰清理）去除大片的鳞状物，用粗磨以使表面平滑。冷轧酸液清
4、洗、水爆（去鳞片）；磨削去除其它缺陷。第12页/共28页冷轧板材轧制的应用冷轧在室温下进行，所生产的板材和带材具有更好的表面质量（因为变形量比较小）、尺寸精度和机械性能（由于加工硬化）。叠板轧制（pack rolling）叠板轧制.是一种将两层或者更多层金属一起轧制的工艺，该工艺可提高生产率。表面光轧（temper rolling）一种使轧制板材平直的辊子轿平方法轿直轧制（leveling rolling）第13页/共28页缺陷的影响：板材轧制的应用板材轧制中的缺陷板材轧制中的缺陷不但影响表面质量，而且会严重影响到强度、成形性和其它的制造性能板材轧制中典型缺陷示意图（a）波纹状边缘(b)带材中
5、间拉链式裂纹(c)边缘裂纹(d)鳄嘴裂口第14页/共28页(a)小直径的轧辊或者每步的断面缩减率小的轧制产生的残余应力(b)大直径的轧辊或者每步的断面缩减率大的轧制产生的残余应力.注意 残余应力的图形是相反的板材轧制的应用其它特性其它特性残余应力第15页/共28页板材轧制的应用其它特性其它特性尺寸误差冷轧厚度方向上的误差通常从0.1mm到0.35mm.板材热轧的误差范围通常会大些。平直度误差通常是冷轧15mm/m，而热轧是55mm/m。冷轧成形可以获得很好的表面质量，因此冷轧产品不需要附加的表面处理工艺。表面粗糙度.板材的厚度由线径标号标定，数字越小板子越厚。板厚或线径标号.第16页/共28页
6、轧机（rolling mills）一般轧机布置图第17页/共28页轧机（rolling mills）不同轧制布置示意图(a)两辊;(b)三辊;(c)四辊;(d)多辊轧机.第18页/共28页轧机（rolling mills）连轧工艺第19页/共28页轧机（rolling mills）轧辊材料的基本要求：强度高、耐磨损 常用轧辊材料：铸铁、铸钢、锻钢和碳化钨 第20页/共28页型材的轧制环件的轧制环件的轧制a)环件轧制工艺示意图.由于零件直径的增加是厚度减小(b)可通过环件轧制获得零件的横截面实例。第21页/共28页型材的轧制环件的轧制环件的轧制环件轧制坯料的获得：环件轧制的优点：环件轧制产品的应
7、用：可从板材上切割得到、通过冲孔工艺得到、从厚壁管材上切割得到。典型应用是生产火箭或涡轮、齿轮环、球轴承和滚轴承座圈、法兰以及管材增强环上使用的大型环件。生产时间短，节省材料，尺寸公差小并且有利于产品上晶粒的流动。第22页/共28页型材的轧制螺纹轧制螺纹轧制螺纹滚扎工艺（a）和（c）为平直模具；（b）两辊模具.带螺纹的紧固件，如螺栓，可通过这种方式经济地高效率获得。第23页/共28页型材的轧制螺纹轧制螺纹轧制(a)机加工和轧制螺纹的特点(b)机加工和轧制螺纹中晶粒的流动。与机加工中从金属的晶粒部分切断不同，由于冷作硬化和有利的晶粒流动，螺纹轧制提高了强度。第24页/共28页无缝管与管件的生产各
8、种管材轧制工艺示意图：(a)使用固定心轴(b)使用运动心轴(c)无心轴(d)具有一心轴和一对成形轧辊的皮尔格轧制第25页/共28页连铸连轧工艺喷射铸造中液态金属喷洒在一个旋转的心轴上面来生产无缝管材 第26页/共28页连铸连轧全称连续铸造连续轧制（英文：Continue Casting Direct Rolling，简称CCDR），是把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸坯），然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。这种工艺巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节约能源、提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点。连续铸造连续轧制流程图第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页