軋制是鋼鐵行業(yè)的成材工序,是大批量生產(chǎn)鋼鐵材料的工藝過程,是***主要的鋼鐵材料成形方法,冶煉鋼的 90%以上要經(jīng)過軋制工藝才能成為可用的鋼材。軋制部門直接面對國民經(jīng)濟的各個行業(yè),與汽車、建筑、能源、交通、機械制造等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)密切相關,也與人民的生活緊密相連。由于鋼材生產(chǎn)數(shù)量大、品種多、廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門,所以軋制行業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎產(chǎn)業(yè)之一。
在軋制過程中,金屬坯料被拉進旋轉(zhuǎn)的軋輥之間,受到壓縮而發(fā)生塑性變形。這一過程不僅增加了材料的長度,減小了截面,還賦予了金屬一定的尺寸、形狀和性能。
熱軋與冷軋
金屬軋制還可以根據(jù)金屬的狀態(tài)分為熱軋和冷軋。熱軋是在高溫下進行的,可以破壞鋼錠的鑄造組織,細化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷。而冷軋則是在常溫下進行,通常以熱軋鋼卷為原料,經(jīng)過酸洗去除氧化皮后進行連續(xù)軋制,其成品為軋硬卷,具有高強度和硬度,但韌性較差。
產(chǎn)品特點
熱軋產(chǎn)品由于高溫和壓力的作用,其組織密實,力學性能得到改善。然而,熱軋后的鋼材可能會出現(xiàn)分層現(xiàn)象和非金屬夾雜物的問題。冷軋產(chǎn)品則因其連續(xù)冷變形引起的冷作硬化,導致強度和硬度上升,韌塑指標下降,沖壓性能惡化。
金屬軋制工藝的設備和工具是確保高效、高質(zhì)量生產(chǎn)的關鍵。以下是關于金屬軋制設備和工具的一些基本信息,包括軋機的類型和特點、軋輥的設計和材料選擇,以及輔助設備的功能。
軋機的常見類型
二輥軋機
這是***簡單且廣泛使用的軋機類型,包含兩個水平放置的軋輥。它適用于小型作業(yè)和初步減薄金屬材料。
四輥軋機
具備兩個大直徑的工作輥和兩個小直徑的支撐輥。這種結(jié)構(gòu)可以提供更高的剛性和精度,適用于更薄的材料和高精度的應用。
六輥軋機
它結(jié)合了四輥軋機的特點,并增加了更多的支承輥以增強整體結(jié)構(gòu)的剛度,主要用于高精度的產(chǎn)品制造過程。
多輥軋機
如十二輥、二十輥軋機等,它們用于特定的應用,如非常薄的箔材或是需要極高平整度的材料。
金屬軋制的參數(shù)控制
在金屬軋制工藝中,參數(shù)控制是確保產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的關鍵因素。以下是幾個主要的軋制參數(shù)及其控制方法的概述:
軋制速度
軋制速度直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。過高的速度可能導致材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變,影響產(chǎn)品的力學性能;而過低的速度則會降低生產(chǎn)效率。
根據(jù)金屬材料的性質(zhì)、厚度和***終產(chǎn)品的要求調(diào)整軋制速度。例如,對于易產(chǎn)生裂紋的材料,應選擇較低的軋制速度以減少缺陷。
軋制溫度
軋制溫度對材料的變形能力、力學性能和表面質(zhì)量都有顯著影響。適當?shù)臏囟瓤梢蕴岣卟牧系乃苄?,減少裂紋和缺陷。
控制加熱和冷卻過程,確保材料在整個軋制過程中保持適宜的溫度。對于熱軋,通常需要較高的溫度來增加材料的塑性;而對于冷軋,則需在較低溫度下進行以保持材料的強度。
軋制壓力
軋制壓力決定了金屬材料的變形程度。不當?shù)膲毫赡軐е虏牧献冃尾痪鶆蚧虍a(chǎn)生裂紋。
根據(jù)材料的硬度和厚度選擇合適的軋制壓力。使用力傳感器和反饋控制系統(tǒng)來實時監(jiān)控和調(diào)整軋制壓力,確保均勻一致的材料變形。
軋制道次和壓下量
軋制道次和每道次的壓下量直接影響***終產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量。多道次小壓下量通常能得到更好的表面質(zhì)量,但可能會降低生產(chǎn)效率。
優(yōu)化軋制策略,通過實驗確定***佳的道次數(shù)和壓下量分配,以實現(xiàn)高效生產(chǎn)和高質(zhì)量輸出的雙重目標。
這些參數(shù)的控制不僅依賴于現(xiàn)代化的自動化設備和精確的傳感技術,還需要操作者根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行調(diào)整。通過精確控制這些參數(shù),可以顯著提高金屬軋制工藝的效率和產(chǎn)品質(zhì)量,滿足不同工業(yè)應用的嚴格要求。
軋制的質(zhì)量控制
金屬軋制工藝的質(zhì)量控制是確保產(chǎn)品滿足技術規(guī)范和客戶需求的關鍵環(huán)節(jié)。以下是幾種主要的質(zhì)量控制方法:
表面質(zhì)量檢測
表面缺陷如劃痕、氧化皮、皺紋等,通常因軋輥表面質(zhì)量不良或軋制潤滑劑不當引起。
采用視覺檢查和無損檢測技術,如渦流檢測、紅外檢測等,以評估和保證材料表面的質(zhì)量。
尺寸精度檢測
尺寸精度包括厚度、寬度、平直度等參數(shù),其控制對于產(chǎn)品的后續(xù)加工至關重要。
使用測厚儀、激光測寬儀、平板度檢測儀等高精度儀器進行在線監(jiān)測和控制,確保產(chǎn)品尺寸符合標準。
力學性能檢測
力學性能(如抗拉強度、屈服強度、延伸率等)直接影響材料的使用性能。
通過拉伸試驗、硬度測試等方法定期檢測材料的力學性能,確保其滿足工程和設計要求。
金相組織檢測
金相組織決定了金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能,如晶粒大小、相組成等。
利用光學顯微鏡或電子顯微鏡進行金相分析,評估材料的組織結(jié)構(gòu)和熱處理效果。
結(jié) 語
本篇文章對金屬軋制工藝進行了簡要的介紹,下期文章會根據(jù)軋制金屬的特點進行分別闡述。