CN102989766A - 一种金属极薄带的轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧制技术领域，特别涉及一种金属极薄带的轧制方法。操作方法为启动多功能轧机系统电源，开启主电机风机；顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；将带材原料缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕2~3圈；开启张力电机，建立张力，通过调整自耦变压器电压值，给定轧件张力值；逆时针摇动压下手柄，压下辊缝；在人机界面上设定上下轧辊的速比；启动主传动电机，开始正辊缝轧制、零辊缝轧制和负辊缝轧制过程；重复轧制，直到轧件出口厚度满足要求。本发明采用若干道次的正辊缝及多道次负辊缝轧制，配合大张力异步轧制，能使厚度在亚微米级别的轧件继续减薄。

Description

一种金属极薄带的轧制方法

 

技术领域

    本发明属于轧制技术领域，特别涉及一种金属极薄带的轧制方法。

背景技术

    随着微制造技术和微成形技术的发展，对金属、合金及粉末材料的薄带与极薄带的需求越来越迫切，这类材料广泛用于：

(1) 微电子行业，用于大规模集成电路的制造等；

(2) 微制造行业，用于微型机器人、微型装置的微材料等；

(3) 仪器仪表行业，用作仪表的特殊功能材料；

(4) 电机行业，用作微电机的磁性材料。

现有的四辊轧机多作为大工作辊经的同步轧制，无法轧制薄带或极薄带；辊系为垂直分布，难以轧制液态、粉态及颗粒金属原材料；现有的异步轧机更换异速比要靠更换传动齿轮，成本大，效率低。当前金属、合金及粉态颗粒态的薄带与极薄带生产设备和方法不能满足需求，在此背景下提出本发明。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种操作简便、低成本、高效率的制造极薄带的新型轧制方法。

一种金属极薄带的轧制方法，包括以下步骤：

（1）启动多功能轧机系统电源，开启主电机风机；

（2）顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；

（3）将带材原料缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕2~3圈；

（4）开启张力电机，采用力矩电机带动卷筒建立张力，通过调整自耦变压器电压值，给定轧件张力值，在轧件屈服强度的1/2以下；

（5）逆时针摇动压下手柄，压下辊缝；

（6）在人机界面上设定上下轧辊的速比，速比为1.0~1.35；

（7）启动主传动电机，开始正辊缝轧制、零辊缝轧制，在零辊缝的基础上继续下压，使轧辊靠合并伴随弹性压扁，形成负辊缝轧制过程； 

（8）重复步骤（5）至（7）过程，直到轧件出口厚度满足要求；

（9）待轧制结束时，停止主传动电机。

其中，所述的一种多功能轧机，包括压下装置、垂直分布的一对工作辊和一对支承辊、牌坊与底座、张力电机、主传动电机、卷筒和张力辊，牌坊通过垂直布置方式牌坊与底座接触面由螺栓固定在底座上，所述的轧辊两端均有滑动轴承座固定，轧辊与轴承座同时移动，上支承辊轴承座由平衡梁吊起，下支承辊轴承座固定在牌坊底部，上下工作辊轴承座之间由工作辊间弹簧连接，下工作辊轴承座上表面有孔槽，使工作辊间弹簧固定在里边，工作辊间弹簧上端与上工作辊轴承座下表面接触，上支承辊轴承座与上工作辊轴承座之间无连接，下工作辊轴承座与下支承辊轴承座面接触。压下装置通过压下丝杠固定在牌坊上；辊系安放在牌坊内通过轴承座限制左右移动，可在牌坊窗口内上下滑动；主传动电机通过万向接轴与辊系相连；张力辊由螺栓固定在底座上；张力电机与卷筒同轴由螺栓连接都固定在底座上。图1为多功能轧机结构示意图。

本发明的有益效果在于：

1、本发明具有连续可变、无级调整、任意选择上下轧辊传动速比的功能，更有利于轧制工艺的在线变更，无需拆卸轧机更换传动齿轮，大大减少轧制准备时间，缩短轧制周期。

2、双侧传动在满足小工作辊经的前提下，提高传动刚度。

3、采用异步轧制方法，配合大张力对带材进行轧制-拉拔，实现拉直式异步轧制，更大限度的减薄轧件，如图4所示。

4、采用若干道次的正辊缝及多道次负辊缝轧制：在最初道次轧件较厚时采用正辊缝轧制，至轧件厚度减至0.1mm以下时采用负辊缝轧制。负辊缝轧制的轧制力要比正辊缝大的多，配合大张力异步轧制工艺，能使厚度在亚微米级别的轧件继续减薄。

附图说明

图1为本发明的多功能轧机结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明的无级变速比原理图；

图4为本发明的异步拉轧组合成形示意图；

图5为本发明的负辊缝轧制原理图。

在图中，1、压下装置；2、支承辊；3、工作辊；4、牌坊；5、张力电机；6、万向接轴；7、主传动电机；8、卷筒；9、张力辊；10、底座。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

将厚度为1mm的铝带轧制成厚度为4μm的极薄带，操作步骤为：

（1）启动轧机系统电源，开启主电机风机；

（2）顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；

（3）将带铝带缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕3圈；

（4）开启张力电机，建立张力。通过调整自耦变压器电压值，前后张力分别设定为40MPa，铝的屈服强度为90MPa；

（5）逆时针摇动压下手柄，压下辊缝，原料较厚，开始选择正辊缝为0.7mm；

（6）在人机界面上设定上下轧辊的速比，速比为1.0；

（7）启动主传动电机，开始轧制过程；

（8）重复（5）至（7）步骤，按照0.5mm、0.3mm、0.1mm递减至零辊缝，直到铝带厚度减薄至0.1mm以下，完全压合辊缝，进行1至2个道次的零辊缝轧制；

（9）当零辊缝轧制完毕后，继续逆时针旋转压下手柄60°（视具体轧制规程而定），开始按照-0.1mm，-0.3mm，-0.5mm…的步长，作负辊缝轧制；

（10）重复（5）~（7）和（9）步骤，如果压下手柄无法继续压下，则保持最终角度继续轧制，直到铝带厚度减薄至4μm；

（11）待轧制结束时，停止主传动电机，调整张力大小以及异速比，为下一道次轧制做准备。

实施例2

将厚度为0.35mm的硅钢带轧制成厚度为30μm的极薄带，操作步骤为：

（1）启动轧机系统电源，开启主电机风机；

（2）顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；

（3）将带铝带缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕2圈；

（4）开启张力电机，建立张力。通过调整自耦变压器电压值，张力值为120MPa，屈服强度为280MPa；

（5）逆时针摇动压下手柄，压下辊缝，原料较厚，开始选择正辊缝为0.2mm；

（6）在人机界面上设定上下轧辊的速比，速比为1.1；

（7）启动主传动电机，开始轧制过程；

（8）重复（5）至（7）步骤，按照0.3mm、0.1mm递减至零辊缝，直到铝带厚度减薄至0.1mm以下，完全压合辊缝，进行1至2个道次的零辊缝轧制；

（9）当零辊缝轧制完毕后，继续逆时针旋转压下手柄60°（视具体轧制规程而定），开始按照-0.1mm，-0.3mm，-0.5mm…的步长，作负辊缝轧制；

（10）重复（5）~（7）和（9）步骤，如果压下手柄无法继续压下，则保持最终角度继续轧制，直到硅钢带厚度减薄至30μm；

（11）待轧制结束时，停止主传动电机，调整张力大小以及异速比，为下一道次轧制做准备。

实施例3

将厚度为0.5mm的Q195钢带轧制成厚度为25μm的极薄带，操作步骤为：

（1）启动轧机系统电源，开启主电机风机；

（2）顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；

（3）将带铝带缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕2圈；

（4）开启张力电机，建立张力。通过调整自耦变压器电压值，张力值为90MPa，屈服强度为195MPa；

（5）逆时针摇动压下手柄，压下辊缝，原料较厚，开始选择正辊缝为0.4mm；

（6）在人机界面上设定上下轧辊的速比，速比为1.35；

（7）启动主传动电机，开始轧制过程；

（8）重复（5）至（7）步骤，按照0.4mm、0.1mm，每道次大压下至零辊缝，直到铝带厚度减薄至0.1mm以下，完全压合辊缝，进行1至2个道次的零辊缝轧制；

（9）当零辊缝轧制完毕后，继续逆时针旋转压下手柄60°（视具体轧制规程而定），开始按照-0.1mm，-0.4mm，-0.7mm…的步长，作负辊缝轧制；

（10）重复（5）~（7）和（9）步骤，如果压下手柄无法继续压下，则保持最终角度继续轧制，直到硅钢带厚度减薄至25μm；

（11）待轧制结束时，停止主传动电机，调整张力大小以及异速比，为下一道次轧制做准备。 

Claims (1)

1.一种金属极薄带的轧制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）启动多功能轧机系统电源，开启主电机风机；

（2）顺时针摇动压下手柄，抬起辊缝；

（3）将带材原料缠绕在一侧卷筒上，引出末端经由该侧张力辊、工作辊缝和两外一侧张力辊后缠绕在另外一个卷筒上，缠绕2~3圈；

（4）开启张力电机，采用力矩电机带动卷筒建立张力，通过调整自耦变压器电压值，给定轧件张力值，在轧件屈服强度的1/2以下；

（5）逆时针摇动压下手柄，压下辊缝；

（6）在人机界面上设定上下轧辊的速比，速比为1.0~1.35；

（7）启动主传动电机，开始正辊缝轧制、零辊缝轧制，在零辊缝的基础上继续下压，使轧辊靠合并伴随弹性压扁，形成负辊缝轧制过程； 

（8）重复步骤（5）至（7）过程，直到轧件出口厚度满足要求；

（9）待轧制结束时，停止主传动电机。 

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