雙金屬冷復(fù)合帶軋機設(shè)計要點分析

劉群

摘 要：材料是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于各種金屬材料的需求不斷增加，尤其是金屬復(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。做好金屬復(fù)合帶材的研究與應(yīng)用對于促進我國經(jīng)濟、工業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展有著極為重要的意義?，F(xiàn)今，對于金屬復(fù)合帶材的生產(chǎn)多采用的是復(fù)合軋制方法來進行生產(chǎn)的。做好金屬復(fù)合帶材的生產(chǎn)需要設(shè)計出相應(yīng)規(guī)格的金屬復(fù)合軋機，本文在分析雙金屬冷復(fù)合帶軋機特點的基礎(chǔ)上對雙金屬復(fù)合軋機的設(shè)計要點進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：雙金屬冷復(fù)合帶軋機；組成；設(shè)計要點

中圖分類號：TG269 文獻標(biāo)識碼：A

金屬復(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。在金屬復(fù)合帶材的生產(chǎn)過程中雙金屬復(fù)合軋機是一種極為重要的設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展以及雙金屬復(fù)合軋機研究的不斷深入，我國已經(jīng)能夠完成多種規(guī)格帶材的生產(chǎn)。隨著材料強度、生產(chǎn)工藝的要求，軋機從原先的熱復(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。做好雙金屬復(fù)合軋機的研究與應(yīng)用對于確保我國帶材的生產(chǎn)有著極為重要的意義。

1.雙金屬冷復(fù)合帶軋機的特點分析

雙金屬復(fù)合軋機其具有冷、熱兩種復(fù)合形式。熱復(fù)合軋機主要用于對復(fù)合材料進行軋制前的加熱，加熱的目標(biāo)是為了降低復(fù)合材料的屈服強度，而為實現(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)。通過熱軋機前期的加熱可以使得復(fù)合材料在軋制的過程中需要的軋制力大為降低。在熱軋機加熱方式的選擇上需要根據(jù)所需加熱材料的不同進行相應(yīng)的選擇，比如說可以選擇電阻加熱、感應(yīng)加熱等的加熱方式。為做好對于加熱溫度的控制，在雙金屬復(fù)合軋機中需要配置相應(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限制熱金屬復(fù)合軋機對于軋制材料種類的擴展，并對軋制復(fù)合材料的性能產(chǎn)生了一定的影響。而為了規(guī)避熱金屬復(fù)合軋制設(shè)備的上述缺陷，冷復(fù)合軋制方式被越來越多的人們所接受。相較于熱復(fù)合軋制機冷復(fù)合軋制機對于復(fù)合材料的軋制是在常溫下進行的，在軋制的過程中通過采用60%～70%的下壓量對復(fù)合材料進行多次軋制，從而將兩種或是多種金屬有機地復(fù)合軋制在一起。為有效地拓展冷復(fù)合軋制機的使用效率，在對冷復(fù)合軋制機進行設(shè)計時應(yīng)當(dāng)引起注意，通過對冷復(fù)合軋制機設(shè)計能力的提升使得其能夠?qū)Χ喾N金屬進行復(fù)合軋制，從而拓寬冷復(fù)合軋制機的利用效率。

2.雙金屬冷復(fù)合帶軋機的組成

雙金屬冷復(fù)合帶軋機結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要由開卷機（1）、入口設(shè)備（2）、軋機導(dǎo)位裝置（3）、軋機本體（4）以及出口設(shè)備（5）等部分組成。對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的入口設(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，用以對進入雙金屬冷復(fù)合帶軋機的復(fù)合材料進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)合帶軋機省去了熱復(fù)合軋機的加熱裝置，因此，不論是在結(jié)構(gòu)還是控制方面都大為簡化。

3.雙金屬冷復(fù)合帶軋機設(shè)計難點與要點分析

在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中，雙金屬冷復(fù)合帶軋機會受到所軋制金屬特殊工藝的影響，使得雙金屬冷復(fù)合帶軋機在設(shè)計上與一般軋機有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中最關(guān)鍵也是最主要的難點是要求雙金屬冷復(fù)合帶軋機的一次軋制壓下率要達(dá)到60%～70%左右，而在進行雙金屬疊加軋制的過程中應(yīng)當(dāng)避免使用軋制潤滑液以避免軋制潤滑液進入到雙金屬結(jié)合面而導(dǎo)致復(fù)合金屬的軋制失效。針對這一問題在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中要引起注意，從而導(dǎo)致雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計要與傳統(tǒng)一般軋機有所區(qū)別。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機軋制咬入時（以某厚度為9mm，寬度350mm，屈服強度>400MPa的金屬材料）對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進行計算后雙金屬冷復(fù)合帶軋機的軋輥的直徑需要超過900mm才能滿足咬入要求。而軋輥直徑和軋制力的加大則會造成雙金屬冷復(fù)合帶軋機的體型較大，造成雙金屬冷復(fù)合帶軋機的成本上升。為提高雙金屬冷復(fù)合帶軋機的性價比，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中會減小對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的一次軋制壓下率的要求，對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機的壓下率采取分步實現(xiàn)的方式。通過這一方式能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機的軋輥從900mm縮減至300mm左右，對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機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，用以對雙金屬冷復(fù)合帶軋機的軋制剛度和軋制帶型進行相應(yīng)地調(diào)整。在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過程中對于軋制傳動方式的選擇根據(jù)所軋制材料的特性而有所區(qū)別，對于強度較低的金屬材料，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的傳動方式上多選用的是直接傳動的方式，而對于一些強度較高的材料，在傳動上為了確保雙金屬冷復(fù)合帶軋機軋輥的軋制效果，需要通過適當(dāng)提高雙金屬冷復(fù)合帶軋機工作輥的直徑來確保支撐輥與工作輥之間扭矩的有效傳遞。對于雙金屬冷復(fù)合帶軋機軋制過程中的潤滑問題，由于不能采用軋制油避免其造成金屬復(fù)合失效。雙金屬冷復(fù)合帶軋機在潤滑方式的選擇上選用的是微量潤滑方式，如噴霧、輥涂等的方式，此外對于潤滑油需要選擇流動性較差的潤滑油。但是需要注意的是上述方式將會導(dǎo)致雙金屬冷復(fù)合帶軋機軋制過程中軋制力分布不均勻，因此在雙金屬冷復(fù)合帶軋機軋制過程中選用均勻、持續(xù)、適合的潤滑油用量是雙金屬冷復(fù)合帶軋機設(shè)計中需要注意的問題。雙金屬冷復(fù)合帶軋機在軋制的過程中會產(chǎn)生大量的變形熱，而其所采用的微量潤滑油方式對于冷卻的效果較差。為改善冷卻效果，在雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計過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)計算能夠?qū)㈦p金屬冷復(fù)合帶軋機軋制過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滑油的潤滑效果，確保軋制的順利進行。

結(jié)語

雙金屬冷復(fù)合帶軋機能夠滿足多種金屬材料的軋制需求，是軋機的重要發(fā)展方向。本文在分析雙金屬冷復(fù)合帶軋機結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上對雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計要點及難點進行了分析介紹，做好雙金屬冷復(fù)合帶軋機的設(shè)計提升其功能性能以使得雙金屬冷復(fù)合帶軋機有著廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻

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