CN105034543B - 一种双金属复合材料的纵剪分条方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双金属复合材料的纵剪分条方法，根据分条目标宽度以及双金属复合材料板的实际宽度，确定分条数量；根据确定的分条数量，在纵剪线上设置与分条数量相适应的排刀组，排刀组由上刀和下刀构成，调整排刀组的上刀或下刀，使上刀或下刀两端的刀同时位于最外端，之后按常规调整两两刀之间的间隙；将双金属复合材料板送入纵剪线上，并使复层材料朝向两端的刀同时位于最外端的上刀或下刀，以保证复层材料在纵剪分条时能始终处于外弯状态；按常规对双金属复合材料板进行纵剪分条，即得到目标宽度的双金属复合材料条。一次纵剪分条，即得到满足要求的双金属复合材分条。从根本上解决双金属复合材料在纵剪分条中产生分层的问题，杜绝其对后续加工及使用带来的不良影响，提高产品质量。

Description

一种双金属复合材料的纵剪分条方法

技术领域

本发明涉及一种双金属复合材料的纵剪分条方法，属于复合材料分条技术领域。

背景技术

双金属复合材料是最新开发的一个钢材品种。该复合材料采用普通碳素钢作为基层材料，耐磨钢或不锈钢作为复层材料，通过热轧这一冶金结合方式复合为一体。基层材料（碳钢）可以提供足够的结构强度，同时具备良好的加工成型性和焊接性；复层（耐磨钢或不锈钢）材料作为表面层材料具有较高的硬度、较好的光洁度，能保证足够的耐磨及耐腐蚀性能。

以往单一材料进行纵剪分条的具体工艺是；按目标宽度排刀→刀片间隙设置→材料上纵剪线→一次性纵剪分条至目标宽度。而复合材料在进行纵剪分条时，若分条的目标宽度与复合材料原有宽度相差不大时，可直接采用单一材料的纵剪分条方式直接剪去边缘多余尺寸即可。但受设备废边卷取能力限制，当复合材料原有宽度远大于分条目标宽度，即在一个复合材料上可以纵剪出两个甚至多个目标宽度的分条时，若仍然采用单一材料的纵剪分条方式，先在原有复合材料一侧剪出一个目标宽度的分条，再在原有复合材料剩余部分剪出其他目标宽度的分条时，就会出现以下问题：分条过程中复合材料容易产生分层现象，即：复层材料与基层材料分开，未能有效结合在一起，这样会给后续的加工及使用带来不良影响。因此，有必要对现有技术进行改进，以确保复合材料在分条剪切时不会分层。

发明内容

为解决复合材料纵剪分条过程中产生分层的问题，本发明提供一种双金属复合材料的纵剪分条方法，对排刀顺序进行调整，即可高质量的一次纵剪分条至目标宽度。

本发明通过以下技术方案实现：一种双金属复合材料的纵剪分条方法，其特征在于经过下列各步骤：

一种双金属复合材料板的纵剪分条方法，其特征在于经过下列各步骤：

（1）根据分条目标宽度以及双金属复合材料板的实际宽度，确定分条数量；

（2）根据步骤（1）确定的分条数量，在纵剪线上设置与分条数量相适应的排刀组，排刀组由上刀和下刀构成，调整排刀组的上刀或下刀，使上刀或下刀两端的刀同时位于最外端，之后按常规调整两两刀之间的间隙；

（3）将双金属复合材料板送入纵剪线上，并使复层材料朝向两端的刀同时位于最外端的上刀或下刀，以保证复层材料在纵剪分条时能始终处于外弯状态；

（4）按常规对双金属复合材料板进行纵剪分条，即得到目标宽度的双金属复合材料条。

常规方法中容易导致分层的原因是：由于复合材料是由两种不同的金属材料通过热轧来实现冶金结合的，而两种金属材料的延伸性能不相同，当延伸性能较差的材料在纵剪时的位置不处于外弯状态时，会因基层材料的良好延伸性能而使受力点塑性变形较小，这样的变形能力不易在切口处产生断裂，致使复层材料受多种力影响而不易被剪断而是被拉断，从而出现分层，严重影响剪切质量。因此，在纵剪时如果不根据排刀情况来调整复层材料方向，即复层材料不是朝向两端的刀同时位于最外端的上刀或下刀，不能保证复层材料在纵剪分条时能始终处于外弯状态，则会在纵剪过程中产生分层现象，从而影响剪切质量。而只有保证复层材料在纵剪分条时能始终处于外弯状态，才能从根本上解决会层问题。因为复层材料的延伸性能较差、脆性较大，当其处于外弯状态时，受力点变形较大，且会因脆性大而容易产生断裂，一旦出现缺口即可顺势将该缺口扩大形成断裂，直至结合面甚至越过结合面，这样就可在纵剪分条时避免复层材料受多种力影响而直接被剪断，有效避免分层。

本发明的优点和效果：采用上述方案，可使复层材料的受力点变形增大，只需剪开一点切口，就可顺势将切口增大而剪断复层材料，一次就能完成多条纵剪，完全满足双金属复合材料单板的剪切要求，从根本上解决了双金属复合材料在纵剪分条过程中的分层问题，杜绝分层给后续加工及使用带来的不良影响，提高产品质量。

附图说明

图1为实施例1和2的双金属复合材料板总厚度及复层材料厚度的变化示意图；

图2为实施例1的排刀示意图；

图3为对比例1的排刀示意图；

图4为实施例1受力处示意图；

图5为对比例1受力处示意图；

图6为实施例2的排刀示意图；

图7为实施例2的受力处示意图；

图8为对比例2的排刀示意图；

图9为对比例3的排刀示意图；

图中，1-复层材料，2-基层材料，3-分条目标宽度，4-上刀，5-下刀，6-断裂口。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

双金属复合材料板规格为：4.5×1020×Cmm，分条目标宽度3为：950mm，复层材料1的厚度为2.5mm，复层材料1为65Mn（使用要求：复层最小厚度保证≥2mm）、基层材料2的厚度2.0mm，基层材料2为Q235。

由于双金属复合材料板轧制后材料两边部会存在厚度减薄现象，为保证分条后复层材料厚度及材料总厚度满足最终使用要求，分条前对双金属复合材料的总厚度及复层材料1厚度分别进行测量，结果表明在距中心点-475mm处，复层材料1（耐磨层）平均厚度为：2.10mm，双金属复合材料总平均厚度为：4.50mm；+475mm处复层材料1平均厚度为：2.0mm，双金属复合材料总平均厚度为：4.55mm；数值测量如表1、图1所示；根据所测结果，将距中心点-475mm以外及距中心点+475mm以外剪去；具体方法如下：

（1）根据分条目标宽度950mm以及双金属复合材料板的实际宽度1020mm，确定分条数量为一条；

（2）根据步骤（1）确定的一个分条数量，在纵剪线上设置与一个分条数量相适应的排刀组，排刀组由二个上刀4和二个下刀5构成，调整排刀组的下刀5，使下刀5两端的刀同时位于最外端，之后按常规调整两两刀之间的间隙；

（3）将双金属复合材料板送入纵剪线上，并使复层材料1朝向两端的刀同时位于最外端的下刀5，以保证复层材料1在纵剪分条时能始终处于向上的外弯状态，如图2、图4；

（4）按常规对双金属复合材料板进行纵剪分条，即得到目标宽度3为950mm的一条双金属复合材料条（单板），所得双金属复合材料条不分层，且复层材料平均厚度≥2mm（满足要求），双金属复合材料总平均厚度≥4.5mm，分条后复层材料的厚度及双金属复合材料板总厚度满足最终使用要求。

表1

对比例1：同实施例1，仅替换为复层材料1始终处于内弯状态，基层材料2处于外弯状态，如图3、图5所示。

结果及结论：实施例1所得单板无分层现象，而对比例1所得单板出现多处分层。

剪切过程其实也就是一个塑性变形过程，因上下刀片存在一定间隙，材料受压发生塑性变形的同时会向中部挤压，达到一定极限时就会断裂形成快速剪断区。对比例1如图3、5所示，复层材料1不是朝向两端的刀同时位于最外端的下刀5，而是朝向上刀4，在上、下刀4、5重叠状态影响下，脆性较高的复层材料1处于内弯状态，在该状态下受力点产生较大变形的是塑性较好的基层材料2，需要塑性变形达到极限时，基层材料2才会断裂，在机组速度及卷取张力的影响下，双金属复合材料的分条处不是被剪断而是被拉断，所以容易在结合界面处产生分层。反之，实施例1如图2、4所示，则是复层材料1始终朝向两端的刀同时位于最外端的下刀5，即脆性较大的复层材料1是处于外弯状态，在该状态下复层材料1的切口在受力点处变形较大，一旦产生切口即可顺势将该切口扩大成断裂口6，直至延伸至结合界面，所以实施例1的双金属复合材料容易被剪断而不易形成分层现象。

实施例2

双金属复合材料规格为：4.5×1020×Cmm，分条目标宽度3为：420mm，复层材料厚度为2.5mm，复层材料为65Mn（使用要求：复层最小厚度保证≥2mm）、基层厚度2.0mm，基层材料为Q235。

由于双金属复合材料轧制后材料两边部会存在厚度减薄现象，为保证分条后材料复层厚度及材料总厚度满足最终使用要求，分条前对双金属复合材料的横断面总厚度及复层材料厚度分别进行测量，结果表明在距中心点-460mm处，复层材料1平均厚度为：2.155mm，双金属复合材料总平均厚度为：4.502mm；+460mm处复层材料1平均厚度为：2.05mm，双金属复合材料总平均厚度为：4.58mm；纵剪分条后材料总厚度及复层材料厚度满足使用要求，测量结果如图1所示；根据所测结果进行分条尺寸安排，即中心线为均分线，将距中心点-420mm以外及距中心点+420mm以外剪去；具体方法如下：

（1）根据分条目标宽度420mm以及双金属复合材料板的实际宽度1020mm，确定分条数量为二条；

（2）根据步骤（1）确定的二个分条数量，在纵剪线上设置与二个分条数量相适应的二组排刀组，二组排刀组共由三个上刀4和三个下刀5构成，调整排刀组的上刀4，使上刀4两端的刀同时位于最外端，之后按常规调整两两刀之间的间隙；

（3）将双金属复合材料板送入纵剪线上，并使复层材料1朝向两端的刀同时位于最外端的上刀4，以保证复层材料1在纵剪分条时能始终处于向下的外弯状态，如图6、图7；

（4）按常规对双金属复合材料板进行纵剪分条，即得到目标宽度3为420mm的二条双金属复合材料条（单板），所得双金属复合材料条不分层，且复层材料平均厚度≥2mm（满足要求），双金属复合材料总平均厚度≥4.5mm，分条后复层材料的厚度及双金属复合材料板总厚度满足最终使用要求。

对比例2：同实施例2，仅替换为复层材料1始终处于内弯状态。如图8所示。

对比例3：同实施例2，将上刀的右端刀设为最外端的刀、下刀的左端刀设为最外端的刀，使复层材料1左端朝向最外端的下刀，即左端处于外弯状态，而复层材料1右端则因最外端的上刀在上而处于内弯状态，如图9所示。

结果及结论：实施例2所得二条双金属复合材料条（单板）均无分层现象，而对比例2所得二块单板均出现多处分层，对比例3所得二条分条是：靠左的一条分条无分层现象，而靠右的一条分条的右边缘有多处分层。

剪切过程其实也就是一个塑性变形过程，因上、下刀片存在一定侧间隙，材料受压发生塑性变形的同时会向中部挤压，达到一定极限时就会断裂形成快速剪断区。对比例2的复层材料1不是朝向两端的刀同时位于最外端的下刀5，而是朝向上刀4，如图8，因此在上、下刀片重叠状态影响下，脆性较高的复层材料处于内弯状态，在该状态下受力点产生较大变形的是塑性较好的基层材料，需要到塑性变形达到极限时才会形成断裂，在机组速度及卷取张力的影响下，双金属复合材料的分条处不是被剪断而是被拉断，所以容易在结合界面处产生分层。同理，对比例3的靠右的一条分条的右边缘受力处是复层材料1处于内弯状态，如图9，故该条右边缘产生分层。反之，实施例2的复层材料1始终朝向两端的刀同时位于最外端的上刀4，如图6、图7，脆性较大的复层材料1处于外弯状态，在该状态下复层材料在受力点处变形大，易产生断裂口6，且断裂口6会快速延伸至结合界面，所以双金属复合材料条容易被剪断而不易形成分层现象。

Claims (1)

1.一种双金属复合材料板的纵剪分条方法，其特征在于经过下列各步骤：

（1）根据分条目标宽度以及双金属复合材料板的实际宽度，确定分条数量；

（2）根据步骤（1）确定的分条数量，在纵剪线上设置与分条数量相适应的排刀组，排刀组由上刀和下刀构成，调整排刀组的上刀或下刀，使上刀或下刀两端的刀同时位于最外端，之后按常规调整两两刀之间的间隙；

（3）将双金属复合材料板送入纵剪线上，并使延伸性能较差、脆性较大的复层材料朝向两端的刀同时位于最外端的上刀或下刀，以保证延伸性能较差、脆性较大的复层材料在纵剪分条时能始终处于外弯状态；

（4）按常规对双金属复合材料板进行纵剪分条，即得到目标宽度的双金属复合材料条。