一種帶張力模擬裝置的層狀復(fù)合板實(shí)驗(yàn)軋的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種帶張力模擬裝置的層狀復(fù)合板實(shí)驗(yàn)軋機(jī)，該實(shí)驗(yàn)軋機(jī)使用上下輥均可徑向調(diào)節(jié)的二輥軋機(jī)，其入口側(cè)設(shè)有兩個(gè)或三個(gè)張力液壓缸，出口側(cè)設(shè)有一個(gè)張力液壓缸，每個(gè)張力液壓缸活塞桿末端均裝有一個(gè)板材夾緊裝置。根據(jù)待復(fù)合異種金屬材料的力學(xué)性能，通過(guò)伺服閥控制各張力液壓缸內(nèi)液壓油的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)入口異種金屬板和出口復(fù)合板張力的獨(dú)立控制。每個(gè)夾緊裝置設(shè)有復(fù)合板坯頭尾加熱裝置，出口側(cè)張力液壓缸與軋輥間有一個(gè)上下可調(diào)的復(fù)合板坯中間加熱裝置，可實(shí)現(xiàn)冷軋復(fù)合和熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)。熱軋復(fù)合軋制之前，在惰性氣體保護(hù)下，通過(guò)復(fù)合板坯頭尾加熱裝置和中間加熱裝置預(yù)先對(duì)復(fù)合板坯進(jìn)行加熱，使板坯準(zhǔn)確升高到設(shè)定溫度且分布均勻，以滿足熱軋復(fù)合軋制工藝要求。本實(shí)用新型為研究層狀金屬?gòu)?fù)合板軋制中前后張力和溫度對(duì)復(fù)合效果的影響，并尋求合理的帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)提一種切實(shí)可用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種帶張力模擬裝置的層狀復(fù)合板實(shí)驗(yàn)軋機(jī)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明涉及一種帶張力模擬裝置的層狀復(fù)合板實(shí)驗(yàn)軋機(jī)，為研究層狀復(fù)合板前后張力對(duì)軋制復(fù)合效果的影響，提供一種切實(shí)可用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】:
[0002]層狀金屬?gòu)?fù)合板是將物理、化學(xué)性能各異的兩種或多種金屬通過(guò)適當(dāng)工藝復(fù)合而成的一種層狀復(fù)合材料，通過(guò)發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)單一金屬板無(wú)法達(dá)到的綜合性能，節(jié)約貴重金屬材料。層狀金屬?gòu)?fù)合板制備方法的研究，國(guó)內(nèi)外都取得了重要進(jìn)展，形成了固-固相復(fù)合、固-液相復(fù)合和液-液相復(fù)合三種主要工藝形式。其中，固-固復(fù)合法中的軋制復(fù)合法可進(jìn)行成卷連續(xù)生產(chǎn)、各金屬組元層的厚度均勻、產(chǎn)品尺寸精確、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、成本低、易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)而成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)，也是目前生產(chǎn)層狀復(fù)合板的主要方法。
[0003]雖然軋制復(fù)合法研究眾多，并取得了重要的研究成果，部分已經(jīng)投入生產(chǎn)，但層狀復(fù)合板復(fù)合軋制仍存在很多問(wèn)題，如初結(jié)合臨界壓下量大，軋后翹曲等。為解決上述問(wèn)題，近年來(lái)帶張力軋制法得到了重視，該方法通過(guò)分別對(duì)待復(fù)合板坯和軋制出口復(fù)合板施加張力，能降低復(fù)合板結(jié)合臨界壓下率、改善軋制后翹曲，同時(shí)張力軋制還可以有效控制復(fù)合板的層厚比。目前帶有前后張力模擬裝置的單金屬板實(shí)驗(yàn)軋機(jī)已有報(bào)道，但尚無(wú)適用于層狀復(fù)合板軋制前后張力模擬的實(shí)驗(yàn)裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0004]本實(shí)用新型為研究層狀金屬?gòu)?fù)合板軋制復(fù)合過(guò)程中前后張力和溫度對(duì)復(fù)合效果的影響，并尋求合理的帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)提供一種切實(shí)可用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0005]為提供上述實(shí)驗(yàn)條件，本實(shí)用新型中的實(shí)驗(yàn)軋機(jī)使用上下輥均可徑向調(diào)節(jié)的二輥軋機(jī)，其入口側(cè)設(shè)有兩個(gè)或三個(gè)張力液壓缸，出口側(cè)設(shè)有一個(gè)張力液壓缸，每個(gè)張力液壓缸活塞桿末端均裝有一個(gè)板材夾緊裝置，入口側(cè)夾緊裝置用于分別夾持待復(fù)合的異種金屬板，出口側(cè)夾緊裝置用于夾持軋后出口層狀復(fù)合板。根據(jù)待復(fù)合異種金屬材料的力學(xué)性能，通過(guò)伺服閥控制各張力液壓缸內(nèi)液壓油的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)入口異種金屬板和出口復(fù)合板張力的獨(dú)立控制。每個(gè)夾緊裝置設(shè)有復(fù)合板坯頭尾加熱裝置，出口側(cè)張力液壓缸與軋輥間有一個(gè)上下可調(diào)的復(fù)合板坯中間加熱裝置，可實(shí)現(xiàn)冷軋復(fù)合和熱軋復(fù)合。
[0006]本實(shí)驗(yàn)軋機(jī)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，并脫去油脂，保持界面光亮清潔。
[0008]步驟2入口側(cè)夾緊裝置夾緊待復(fù)合的板坯尾端，將復(fù)合板坯頭部按順序?qū)訝畀B放在一起，并用出口側(cè)夾緊裝置夾緊。調(diào)節(jié)軋機(jī)輥縫以確保復(fù)合板坯能順利通過(guò)，入口側(cè)張力液壓缸活塞桿伸出至極限位置，將復(fù)合板坯尾端送至接近輥面處。出口側(cè)張力液壓缸活塞桿退回，使板坯處于繃緊狀態(tài)，將復(fù)合板坯中間加熱裝置向軋制線移動(dòng)至與復(fù)合板坯接觸狀態(tài)。
[0009]步驟3啟動(dòng)復(fù)合板坯頭尾加熱裝置和中間加熱裝置，將復(fù)合板加熱到設(shè)定的溫度后，復(fù)合板坯中間加熱裝置與復(fù)合板坯分離一定距離，再同步調(diào)節(jié)入口側(cè)和出口側(cè)張力液壓缸，使入口側(cè)張力液壓缸活塞桿退回極限位置，出口側(cè)張力液壓缸活塞桿伸出至極限位置且接近軋機(jī)出口位置，設(shè)備進(jìn)入待軋制狀態(tài)。
[0010]步驟4關(guān)閉各加熱裝置，軋輥進(jìn)行帶負(fù)荷壓下至規(guī)程設(shè)定的輥縫值，并根據(jù)待復(fù)合異種金屬材料的力學(xué)性能，通過(guò)伺服閥控制各張力液壓缸內(nèi)液壓油的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)為入口異種金屬?gòu)?fù)合板坯和出口復(fù)合板提供不同的張力。啟動(dòng)軋機(jī)，以規(guī)程設(shè)定的速度進(jìn)行復(fù)合軋制。
[0011]步驟5當(dāng)入口側(cè)張力液壓缸活塞桿伸出至極限位置時(shí)，停止軋制，調(diào)節(jié)輥縫，取出軋件。整個(gè)過(guò)程在惰性保護(hù)氣氛下進(jìn)行，通過(guò)控制溫度、壓下量、各板張力，來(lái)尋求合理帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)，以獲得良好的復(fù)合效果。
[0012]若研究冷軋則在上述步驟中去除加熱部分，不再重復(fù)敘述。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為利用本實(shí)用新型進(jìn)行雙金屬板不對(duì)稱復(fù)合軋制示意簡(jiǎn)圖。
[0014]圖2為利用本實(shí)用新型進(jìn)行雙金屬板對(duì)稱復(fù)合軋制示意簡(jiǎn)圖。
[0015]圖1中:I一入口側(cè)斜置張力液壓缸，2—入口側(cè)斜置夾緊裝置，3—金屬板A，4一入口側(cè)水平張力液壓缸，5—入口側(cè)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—復(fù)合板AB，11—出口側(cè)水平夾緊裝置，12—出口側(cè)水平張力液壓缸
[0016]圖2中:1 一入口側(cè)斜置張力液壓缸(上)，2—入口側(cè)斜置夾緊裝置(上)，3—金屬板A，4一入口側(cè)水平張力液壓缸，5—入口側(cè)水平夾緊裝置，6—金屬板B，7—入口側(cè)斜置張力液壓缸(下)，8—入口側(cè)斜置夾緊裝置(下)，9一金屬板C，10—下軋輥，11 一上軋輥，12—復(fù)合金屬板ABC，13—加熱裝置，14一出口側(cè)水平夾緊裝置，15—出口側(cè)水平張力液壓缸
【具體實(shí)施方式】:
[0017]結(jié)合圖1、圖2分別對(duì)本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)軋機(jī)操作進(jìn)行說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]結(jié)合圖1，說(shuō)明利用本實(shí)用新型進(jìn)行雙金屬板不對(duì)稱熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)的操作步驟。圖中3金屬板A選取工業(yè)純鋁，圖中6金屬板B選用工業(yè)紫銅。工業(yè)純鋁的尺寸為2500 X 300 X 3mm,工業(yè)紫銅的尺寸為 2500 X 300 X 1mm。
[0020]步驟I工業(yè)純鋁板3和工業(yè)紫銅板6，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污，在10%NaOH溶液中浸洗lOmin，以去除試樣表面氧化皮層，用無(wú)水乙醇洗凈、烘干，保持界面光亮。
[0021]步驟2調(diào)節(jié)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(duì)稱面距離均為4mm以保證復(fù)合板坯順利通過(guò)。入口側(cè)斜置夾緊裝置2夾緊工業(yè)純鋁板3尾端，入口側(cè)水平夾緊裝置5夾緊工業(yè)紫銅板6尾端，將銅鋁復(fù)合板坯頭部按順序?qū)訝畀B放在一起，出口側(cè)水平夾緊裝置11夾緊銅鋁復(fù)合板坯10。入口側(cè)斜置張力液壓缸I和入口側(cè)水平張力液壓缸4的活塞桿伸出至極限位置，使銅鋁復(fù)合板坯10尾端距離輥面150mm，出口側(cè)水平張力液壓缸12的活塞桿退回，使板坯處于繃緊狀態(tài)。將復(fù)合帶坯中間加熱裝置9向軋制線移動(dòng)至與銅鋁復(fù)合板坯10接觸。
[0022]步驟3啟動(dòng)各夾緊裝置的加熱裝置和加熱裝置9，并設(shè)置溫度為400°C保持穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)約10-20min加熱，將復(fù)合板坯加熱至400°C。調(diào)節(jié)加熱裝置9，使其與銅鋁復(fù)合板10分離400mm，同步調(diào)整各張力液壓缸,使入口側(cè)斜置張力液壓缸I和入口側(cè)水平張力液壓缸4的活塞桿退回至極限位置，出口側(cè)水平張力液壓缸12的活塞桿伸出至極限位置，銅鋁復(fù)合板還頭部距離棍面150mm,設(shè)備進(jìn)入軋制狀態(tài)。
[0023]步驟4關(guān)掉各加熱裝置，調(diào)整二輥軋機(jī)，取壓下率50%，軋輥7和軋輥8帶負(fù)荷向軋制線各壓下3_。根據(jù)銅鋁材料力學(xué)性能的差異，通過(guò)伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)為入口側(cè)銅鋁待復(fù)合板坯和出口側(cè)銅鋁復(fù)合板提供不同的張力。啟動(dòng)軋機(jī)，以3m/min的速度進(jìn)行軋制復(fù)合。
[0024]步驟5當(dāng)入口側(cè)斜置張力液壓缸I和入口側(cè)水平液壓缸4的活塞桿伸出至極限位置時(shí)，停止軋機(jī)，調(diào)節(jié)輥縫，取出軋件，整個(gè)過(guò)程在惰性保護(hù)氣氛下進(jìn)行。通過(guò)控制溫度、壓下量、各板張力，來(lái)尋求合理帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)，以獲得良好的復(fù)合效果。
[0025]實(shí)施例2
[0026]結(jié)合圖2，說(shuō)明利用本實(shí)用新型進(jìn)行雙金屬板對(duì)稱熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)的操作步驟。圖中3金屬板A和圖中9金屬板C選取工業(yè)紫銅，圖中6金屬板B選用工業(yè)純鋁。其中工業(yè)紫銅尺寸為2500 X 300 X 1mm，工業(yè)純鋁尺寸2500 X 300 X 2mm。
[0027]步驟I工業(yè)純鋁 板6、工業(yè)紫銅板3和工業(yè)紫銅板9，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污，在^^^(^溶液中浸洗川!^!!，以去除試樣表面氧化皮層，用無(wú)水乙醇洗凈、烘干，保持界面光亮清潔。
[0028]步驟2調(diào)節(jié)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(duì)稱面距離均為4mm。入口側(cè)斜置夾緊裝置(上)2夾緊工業(yè)紫銅板3尾端，入口側(cè)水平夾緊裝置5夾緊工業(yè)純鋁板6尾端，入口側(cè)斜置夾緊裝置(下)8夾緊工業(yè)紫銅板9尾端，將復(fù)合板坯頭部按順序?qū)訝畀B放一起，出口側(cè)水平夾緊裝置14夾緊銅鋁銅復(fù)合板坯12。入口側(cè)斜置張力液壓缸(上)1、入口側(cè)水平張力液壓缸4和入口側(cè)斜置張力液壓缸(下)7的活塞桿伸出至極限位置，使銅鋁銅復(fù)合板坯10尾端距離輥面150mm，出口側(cè)水平張力液壓缸15活塞桿退回，使板坯處于繃緊狀態(tài)，將復(fù)合板坯中間的加熱裝置13向軋制線移動(dòng)至與銅鋁銅復(fù)合板12接觸狀態(tài)。
[0029]步驟3啟動(dòng)各夾緊裝置的加熱裝置和加熱裝置13，并設(shè)置溫度為400°C保持穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)約10-20min加熱,將復(fù)合板還加熱至40(TC。調(diào)節(jié)加熱裝置13,使其與板還分離400mm,同步調(diào)整入口側(cè)斜置張力液壓缸(上)1、入口側(cè)水平張力液壓缸4和入口側(cè)斜置張力液壓缸(下)7的活塞桿使其退回至極限位置，出口側(cè)水平張力液壓缸15的活塞桿伸出至極限位置，銅鋁銅復(fù)合板坯12的頭部距離輥面150_，設(shè)備進(jìn)入待軋制狀態(tài)。
[0030]步驟4關(guān)掉各加熱裝置，調(diào)整二輥軋機(jī)，取壓下率50%，軋輥10和軋輥11帶負(fù)荷向軋制線各壓下3_。根據(jù)銅鋁材料力學(xué)性能的差異，通過(guò)伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)為入口側(cè)銅鋁待復(fù)合板坯和出口側(cè)銅鋁復(fù)合板提供不同的張力。開(kāi)動(dòng)軋機(jī)，以4m/min的速度進(jìn)行軋制復(fù)合。
[0031]步驟5當(dāng)入口側(cè)斜置張力液壓缸(上)1、入口側(cè)水平張力液壓缸4和入口側(cè)斜置張力液壓缸(下)7的活塞桿伸出至極限位置時(shí)，停止軋機(jī)，調(diào)節(jié)輥縫，取出軋件，整個(gè)過(guò)程在惰性保護(hù)氣氛下進(jìn)行。通過(guò)控制溫度、壓下量、各板張力，來(lái)尋求合理帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)，以獲得良好的復(fù)合效果。
[0032]實(shí)施例3
[0033]結(jié)合圖1，說(shuō)明利用本實(shí)用新型進(jìn)行雙金屬板不對(duì)稱冷軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)的操作步驟。圖中3金屬板A選取工業(yè)純鋁，圖中6金屬板B選用工業(yè)紫銅。工業(yè)純鋁的尺寸為2500 X 300 X 3mm,工業(yè)紫銅的尺寸為 2500 X 300 X 1mm。
[0034]步驟I工業(yè)純鋁板3和工業(yè)紫銅板6，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污，在10%NaOH溶液中浸洗lOmin，以去除試樣表面氧化皮層，用無(wú)水乙醇洗凈、烘干，保持界面光亮。
[0035]步驟2調(diào)節(jié)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(duì)稱面距離均為4mm，以保證復(fù)合板坯順利通過(guò)。入口側(cè)斜置夾緊裝置2夾緊工業(yè)純鋁板3尾端，入口側(cè)水平夾緊裝置5夾緊工業(yè)紫銅板6尾端，將銅鋁復(fù)合板坯頭部按順序?qū)訝畀B放在一起，出口側(cè)水平夾緊裝置11夾緊銅鋁復(fù)合板坯10。入口側(cè)斜置張力液壓缸I和入口側(cè)水平張力液壓缸4的活塞桿退回至極限位置，，出口側(cè)水平張力液壓缸12的活塞桿伸出至極限位置，銅鋁復(fù)合板坯頭部距離輥面150_，設(shè)備進(jìn)入軋制狀態(tài)。
[0036]步驟3調(diào)整二輥軋機(jī)，取壓下率50 %，軋輥7和軋輥8帶負(fù)荷向軋制線各壓下3mm。根據(jù)銅鋁材料力學(xué)性能的差異，通過(guò)伺服閥控制流入各張力液壓缸的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)為入口側(cè)銅鋁待復(fù)合板坯和出口側(cè)銅鋁復(fù)合板提供不同的張力。啟動(dòng)軋機(jī)，以3m/min的速度進(jìn)行軋制復(fù)合。
[0037]步驟4當(dāng)入口側(cè)斜置張力液壓缸I和入口側(cè)水平液壓缸4的活塞桿伸出至極限位置時(shí)，停止軋機(jī)，調(diào)節(jié)輥縫，取出軋件，整個(gè)過(guò)程在惰性保護(hù)氣氛下進(jìn)行。通過(guò)控制壓下量、各板張力，來(lái)尋求合理帶張力復(fù)合軋制工藝參數(shù)，以獲得良好的復(fù)合效果。
【權(quán)利要求】
1.一種帶張力模擬裝置的層狀復(fù)合板實(shí)驗(yàn)軋機(jī)，其特征為實(shí)驗(yàn)軋機(jī)使用上下輥均可徑向調(diào)節(jié)的二輥軋機(jī)，其入口側(cè)設(shè)有兩個(gè)或三個(gè)張力液壓缸，出口側(cè)設(shè)有一個(gè)張力液壓缸，每個(gè)張力液壓缸活塞桿末端均裝有一個(gè)板材夾緊裝置，入口側(cè)夾緊裝置用于分別夾持待復(fù)合的異種金屬板，出口側(cè)夾緊裝置用于夾持軋后出口層狀復(fù)合板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)軋機(jī)，每個(gè)夾緊裝置設(shè)有復(fù)合板坯頭尾加熱裝置，出口側(cè)張力液壓缸與軋輥間有一個(gè)上下可調(diào)的復(fù)合板坯中間加熱裝置，可實(shí)現(xiàn)冷軋復(fù)合和熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)軋機(jī)，根據(jù)待復(fù)合異種金屬材料的力學(xué)性能，通過(guò)伺服閥控制各張力液壓缸內(nèi)液壓油的流量和壓力，從而驅(qū)動(dòng)張力液壓缸產(chǎn)生與軋制速度相同步的位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)入口異種金屬板和出口復(fù)合板張力的獨(dú)立控制。
【文檔編號(hào)】B21B1/24GK203737707SQ201320735653
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】黃華貴, 劉文文, 葉麗芬, 呂增偉, 杜鳳山 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)