劉群

摘 要：材料是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于各種金屬材料的需求不斷增加，尤其是金屬?gòu)?fù)合帶材更是在軍工、電子當(dāng)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。做好金屬?gòu)?fù)合帶材的研究與應(yīng)用對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展有著極為重要的意義?，F(xiàn)今，對(duì)于金屬?gòu)?fù)合帶材的生產(chǎn)多采用的是復(fù)合軋制方法來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的。做好金屬?gòu)?fù)合帶材的生產(chǎn)需要設(shè)計(jì)出相應(yīng)規(guī)格的金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)，本文在分析雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)；組成；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TG269 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

金屬?gòu)?fù)合帶材是一種應(yīng)用十分廣泛的材料，在軍工、電子、電力等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。在金屬?gòu)?fù)合帶材的生產(chǎn)過(guò)程中雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)是一種極為重要的設(shè)備。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)研究的不斷深入，我國(guó)已經(jīng)能夠完成多種規(guī)格帶材的生產(chǎn)。隨著材料強(qiáng)度、生產(chǎn)工藝的要求，軋機(jī)從原先的熱復(fù)合發(fā)展到了冷復(fù)合，軋制的金屬種類涵蓋了鋼、銅、鋁以及精密合金等的眾多的金屬。做好雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)的研究與應(yīng)用對(duì)于確保我國(guó)帶材的生產(chǎn)有著極為重要的意義。

1.雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的特點(diǎn)分析

雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)其具有冷、熱兩種復(fù)合形式。熱復(fù)合軋機(jī)主要用于對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行軋制前的加熱，加熱的目標(biāo)是為了降低復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度，而為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要將加熱溫度控制在材料退火溫度的區(qū)間范圍內(nèi)。通過(guò)熱軋機(jī)前期的加熱可以使得復(fù)合材料在軋制的過(guò)程中需要的軋制力大為降低。在熱軋機(jī)加熱方式的選擇上需要根據(jù)所需加熱材料的不同進(jìn)行相應(yīng)的選擇，比如說(shuō)可以選擇電阻加熱、感應(yīng)加熱等的加熱方式。為做好對(duì)于加熱溫度的控制，在雙金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)中需要配置相應(yīng)的溫度控制設(shè)備用以使得軋制材料能夠均勻受熱。此外，選用不同的加熱方式將會(huì)限制熱金屬?gòu)?fù)合軋機(jī)對(duì)于軋制材料種類的擴(kuò)展，并對(duì)軋制復(fù)合材料的性能產(chǎn)生了一定的影響。而為了規(guī)避熱金屬?gòu)?fù)合軋制設(shè)備的上述缺陷，冷復(fù)合軋制方式被越來(lái)越多的人們所接受。相較于熱復(fù)合軋制機(jī)冷復(fù)合軋制機(jī)對(duì)于復(fù)合材料的軋制是在常溫下進(jìn)行的，在軋制的過(guò)程中通過(guò)采用60%～70%的下壓量對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行多次軋制，從而將兩種或是多種金屬有機(jī)地復(fù)合軋制在一起。為有效地拓展冷復(fù)合軋制機(jī)的使用效率，在對(duì)冷復(fù)合軋制機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)引起注意，通過(guò)對(duì)冷復(fù)合軋制機(jī)設(shè)計(jì)能力的提升使得其能夠?qū)Χ喾N金屬進(jìn)行復(fù)合軋制，從而拓寬冷復(fù)合軋制機(jī)的利用效率。

2.雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的組成

雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要由開(kāi)卷機(jī)（1）、入口設(shè)備（2）、軋機(jī)導(dǎo)位裝置（3）、軋機(jī)本體（4）以及出口設(shè)備（5）等部分組成。對(duì)于雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的入口設(shè)備可以在直頭穿帶功能的基礎(chǔ)上加設(shè)在線修磨設(shè)備，用以對(duì)進(jìn)入雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的復(fù)合材料進(jìn)行前期的表面打磨處理，從而使得待軋制的復(fù)合材料在打磨后去除表面的氧化層，露出氧化層下的非氧化金屬層。雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)省去了熱復(fù)合軋機(jī)的加熱裝置，因此，不論是在結(jié)構(gòu)還是控制方面都大為簡(jiǎn)化。

3.雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)設(shè)計(jì)難點(diǎn)與要點(diǎn)分析

在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)會(huì)受到所軋制金屬特殊工藝的影響，使得雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)在設(shè)計(jì)上與一般軋機(jī)有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中最關(guān)鍵也是最主要的難點(diǎn)是要求雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的一次軋制壓下率要達(dá)到60%～70%左右，而在進(jìn)行雙金屬疊加軋制的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免使用軋制潤(rùn)滑液以避免軋制潤(rùn)滑液進(jìn)入到雙金屬結(jié)合面而導(dǎo)致復(fù)合金屬的軋制失效。針對(duì)這一問(wèn)題在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要引起注意，從而導(dǎo)致雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)要與傳統(tǒng)一般軋機(jī)有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋制咬入時(shí)（以某厚度為9mm，寬度350mm，屈服強(qiáng)度>400MPa的金屬材料）對(duì)于金屬材料的壓下率為70%，金屬材料與軋輥之間的摩擦系數(shù)按照0.1進(jìn)行計(jì)算后雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的軋輥的直徑需要超過(guò)900mm才能滿足咬入要求。而軋輥直徑和軋制力的加大則會(huì)造成雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的體型較大，造成雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的成本上升。為提高雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的性價(jià)比，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)減小對(duì)于雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的一次軋制壓下率的要求，對(duì)于雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的壓下率采取分步實(shí)現(xiàn)的方式。通過(guò)這一方式能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的軋輥從900mm縮減至300mm左右，對(duì)于雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)各軋輥的軋制力的要求也大幅縮減。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)中采用4軋輥的結(jié)構(gòu)形式，4軋輥中包含有正負(fù)彎輥裝置，用以對(duì)雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的軋制剛度和軋制帶型進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于軋制傳動(dòng)方式的選擇根據(jù)所軋制材料的特性而有所區(qū)別，對(duì)于強(qiáng)度較低的金屬材料，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的傳動(dòng)方式上多選用的是直接傳動(dòng)的方式，而對(duì)于一些強(qiáng)度較高的材料，在傳動(dòng)上為了確保雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋輥的軋制效果，需要通過(guò)適當(dāng)提高雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)工作輥的直徑來(lái)確保支撐輥與工作輥之間扭矩的有效傳遞。對(duì)于雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋制過(guò)程中的潤(rùn)滑問(wèn)題，由于不能采用軋制油避免其造成金屬?gòu)?fù)合失效。雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)在潤(rùn)滑方式的選擇上選用的是微量潤(rùn)滑方式，如噴霧、輥涂等的方式，此外對(duì)于潤(rùn)滑油需要選擇流動(dòng)性較差的潤(rùn)滑油。但是需要注意的是上述方式將會(huì)導(dǎo)致雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋制過(guò)程中軋制力分布不均勻，因此在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋制過(guò)程中選用均勻、持續(xù)、適合的潤(rùn)滑油用量是雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)在軋制的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的變形熱，而其所采用的微量潤(rùn)滑油方式對(duì)于冷卻的效果較差。為改善冷卻效果，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中選用軋輥中空水冷的冷卻方式，并輔助空氣風(fēng)冷，根據(jù)計(jì)算能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)軋制過(guò)程中的工作溫度控制在120℃的范圍內(nèi)。適宜的溫度也容易保證潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果，確保軋制的順利進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)

雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)能夠滿足多種金屬材料的軋制需求，是軋機(jī)的重要發(fā)展方向。本文在分析雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)進(jìn)行了分析介紹，做好雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)的設(shè)計(jì)提升其功能性能以使得雙金屬冷復(fù)合帶軋機(jī)有著廣泛的應(yīng)用前景。

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