CN109108072A - 一种高精度锆合金板材的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度锆合金板材的轧制方法,该方法包括:一、将锆合金板坯修磨至其同板差为0.15mm~0.25mm;二、将经修磨后的锆合金板坯穿过可逆式板材轧机的工作辊并用液压卡具夹持,再利用设置有张力传感器的液压缸使经修磨后的锆合金板坯产生并保持张力;三、进行往复张力轧制并同时控制锆合金板坯轧制过程中的张力,得到锆合金板材。本发明通过配置张力传感器的液压缸、位移传感器和板材轧机的配合使用,对锆合金板材进行往复张力轧制,通过精确调整轧制时的张力减少了工作辊和锆合金板材的变形抗力,避免了锆合金板材的轧制不均匀现象及锆合金板材窜动滑带导致的表面划痕和裂纹,从而提高了锆合金板材表面的精度。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域,具体涉及一种高精度锆合金板材的轧制方法。
背景技术
锆合金因具有较低的热中子吸收截面,良好的抗高温水及过热水蒸气的腐蚀性能,以及良好的力学性能,在核工业领域得以广泛应用。用于核工业的锆合金板材对其精度有着极高的要求。传统的锆合金板材制备方式是板材轧机通过片式轧制制备,由于片式轧制对板材精度和板型的控制有限,无法达到核工业需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供了一种高精度锆合金板材的轧制方法。该方法通过配置张力传感器的液压缸、位移传感器和板材轧机的配合使用,对锆合金板材进行往复张力轧制,通过精确调整轧制时的张力减少了工作辊和锆合金板材的变形抗力,避免了锆合金板材的轧制不均匀现象及锆合金板材窜动滑带导致的表面划痕和裂纹,从而提高了锆合金板材表面的精度。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将锆合金板坯进行修磨至其同板差为0.15mm~0.25mm;所述锆合金板坯的宽度为300mm~1000mm,长度为1000mm~2000mm,厚度为5mm~12mm;
步骤二、将步骤一中经修磨后的锆合金板坯穿过可逆式板材轧机的工作辊,然后用液压卡具夹持经修磨后的锆合金板坯的两端,再利用设置有张力传感器的液压缸使经修磨后的锆合金板坯产生并保持张力;
步骤三、将步骤二中产生并保持张力的锆合金板坯进行往复张力轧制,通过张力传感器和位移传感器精确控制锆合金板坯轧制过程中的张力,得到高精度锆合金板材;所述高精度锆合金板材的同板差不超过0.06mm。
本发明通过配置张力传感器的液压缸、位移传感器和板材轧机的配合使用,进行锆合金板材的往复张力轧制,张力的拉伸作用改变了轧制时锆合金板材的应力状态,降低了轧制压力,通过精确调整轧制时的张力减少了工作辊和锆合金板材的变形抗力,避免了锆合金板材的轧制不均匀现象,同时张力的拉伸作用保证了锆合金板材与工作辊紧密贴合,避免了轧制过程中锆合金板材窜动滑带导致的表面划痕和裂纹,从而提高了锆合金板材表面的精度。
上述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤二中所述张力中的前张力为90MPa~160MPa,后张力为120MPa~200MPa,所述后张力大于前张力。采用上述轧制张力可有效地控制锆合金板材的板型,避免锆合金板材的拉断,保证锆合金板材不跑偏且平稳进入工作辊缝,同时控制锆合金板材的厚度精度。
上述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤三中所述往复张力轧制的过程中采用粗糙度小于0.2μm的工作辊。采用粗糙度小于0.2μm轧辊保证了成品锆合金板材表面粗糙度和光亮度。
上述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤三中所述往复张力轧制的总加工率为50%~70%,道次压下率为4%~12%。上述往复张力轧制参数保证了锆合金板材板型的完整,并有效地避免了轧制过程中锆合金板材的表面裂纹。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明通过配置张力传感器的液压缸、位移传感器和板材轧机的配合使用,进行锆合金板材的往复张力轧制,张力的拉伸作用改变了轧制时锆合金板材的应力状态,降低了轧制压力,因此可通过精确调整轧制时的张力减少了工作辊和锆合金板材的变形抗力,避免了锆合金板材的轧制不均匀现象,同时张力的拉伸作用保证了锆合金板材与工作辊紧密贴合,避免了轧制过程中锆合金板材窜动滑带导致的表面划痕和裂纹,从而提高了锆合金板材表面的精度。
2、本发明在锆合金板材的往复张力轧制通过设置不同的前后张力,抵消了因前后张力不同造成的锆合金板材轧制不均匀现象,不仅避免了锆合金板材的断裂,还进一步提高锆合金板材表面的精度。
3、本发明通过往复张力轧制降低了锆合金板材的变形抗力,提高了道次加工率,在保证锆合金板材的板型和表面精度的同时,提高了生产效率。
4、本发明制备得到的锆合金板材的同板差不超过0.06mm,可满足核工业需求。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明实施例1~实施例3锆合金板坯的轧制装置的结构示意图。
附图标记说明:
1—第一液压缸; 2—第一张力传感器; 3—第一液压卡具;
4—第一位移传感器; 5—锆合金板坯; 6—四辊可逆式板材轧机;
7—第二位移传感器; 8—第二液压卡具; 9—第二张力传感器;
10—第二液压缸。
具体实施方式
如图1所示,本发明实施例1~实施例3锆合金板坯的轧制装置包括对锆合金板坯5进行往复轧制的四辊可逆式板材轧机6和分别设置在四辊可逆式板材轧机6两侧的第一液压缸1和第二液压缸10,所述锆合金板坯5穿设在四辊可逆式板材轧机6的上工作辊6-1和下工作辊6-2之间,所述第一液压缸1与第一液压卡具3连接,所述第一液压卡具3上设置有第一位移传感器4,所述第二液压缸10与第二液压卡具8连接,所述第二液压卡具8上设置有第二位移传感器7,第一液压卡具3和第二液压卡具8分别夹持在锆合金板坯5的两端,所述第一液压缸1上设置有第一张力传感器2,所述第二液压缸10上设置有第二张力传感器9。
实施例1
本实施例包括以下步骤:
步骤一、将锆合金板坯进行修磨至其同板差为0.15mm;所述锆合金板坯由以下质量百分比的成分组成:Sn 1.15%,Nb 0.3%,Fe 0.4%,Cr 0.08%,O 0.1%,余量为Zr及不可避免的杂质,所述锆合金板坯的宽度为1000mm,长度为2000mm,厚度为12mm;
步骤二、将步骤一中经修磨后的锆合金板坯穿入四辊可逆式板材轧机6的上工作辊6-1和下工作辊6-2之间,然后用第一液压卡具3和第二液压卡具8分别夹持在经修磨后的锆合金板坯5的两端,再利用设置有第一张力传感器2的第一液压缸1和设置有第二张力传感器9的第二液压缸10使经修磨后的锆合金板坯分别产生前张力和后张力并保持;所述前张力为160MPa,后张力为200MPa;
步骤三、启动四辊可逆式板材轧机6,将步骤二中产生并保持前张力和后张力的锆合金板坯进行往复张力轧制,通过设置在第一液压缸1上的第一张力传感器2、设置在第一液压卡具3上的第一位移传感器4以及设置在第二液压缸10上的第二张力传感器9、设置在第二液压卡具8上的第二位移传感器7精确控制锆合金板坯轧制过程中的前张力和后张力,得到厚度为6mm、同板差为0.06mm的高精度锆合金板材;所述往复张力轧制的过程中上采用的工作辊6-1和下工作辊6-2的粗糙度均小于0.2μm,开始阶段的轧制力为300T,然后逐步提高轧制力直至最终轧制力为900T;所述往复张力轧制的总加工率为50%,道次压下率为8%~12%。
实施例2
本实施例包括以下步骤:
步骤一、将锆合金板坯进行修磨至其同板差为0.20mm;所述锆合金板坯由以下质量百分比的成分组成:Sn 1.15%,Nb 0.3%,Fe 0.4%,Cr 0.08%,O 0.1%,余量为Zr及不可避免的杂质,所述锆合金板坯的宽度为800mm,长度为1500mm,厚度为8mm;
步骤二、将步骤一中经修磨后的锆合金板坯穿入四辊可逆式板材轧机6的上工作辊6-1和下工作辊6-2之间,然后用第一液压卡具3和第二液压卡具8分别夹持在经修磨后的锆合金板坯5的两端,再利用设置有第一张力传感器2的第一液压缸1和设置有第二张力传感器9的第二液压缸10使经修磨后的锆合金板坯分别产生前张力和后张力并保持;所述前张力为120MPa,后张力为150MPa;
步骤三、启动四辊可逆式板材轧机6,将步骤二中产生并保持前张力和后张力的锆合金板坯进行往复张力轧制,通过设置在第一液压缸1上的第一张力传感器2、设置在第一液压卡具3上的第一位移传感器4以及设置在第二液压缸10上的第二张力传感器9、设置在第二液压卡具8上的第二位移传感器7精确控制锆合金板坯轧制过程中的前张力和后张力,得到厚度为3.6mm、同板差为0.04mm的高精度锆合金板材;所述往复张力轧制的过程中上采用的工作辊6-1和下工作辊6-2的粗糙度均小于0.2μm,开始阶段的轧制力为300T,然后逐步提高轧制力直至最终轧制力为1000T;所述往复张力轧制的总加工率为60%,道次压下率为6%~10%。
实施例3
步骤一、将锆合金板坯进行修磨至其同板差为0.25mm;所述锆合金板坯由以下质量百分比的成分组成:Sn 1.15%,Nb 0.3%,Fe 0.4%,Cr 0.08%,O 0.1%,余量为Zr及不可避免的杂质,所述锆合金板坯的宽度为300mm,长度为1000mm,厚度为5mm;
步骤二、将步骤一中经修磨后的锆合金板坯穿入四辊可逆式板材轧机6的上工作辊6-1和下工作辊6-2之间,然后用第一液压卡具3和第二液压卡具8分别夹持在经修磨后的锆合金板坯5的两端,再利用设置有第一张力传感器2的第一液压缸1和设置有第二张力传感器9的第二液压缸10使经修磨后的锆合金板坯分别产生前张力和后张力并保持;所述前张力为90MPa,后张力为120MPa;
步骤三、启动四辊可逆式板材轧机6,将步骤二中产生并保持前张力和后张力的锆合金板坯进行往复张力轧制,通过设置在第一液压缸1上的第一张力传感器2、设置在第一液压卡具3上的第一位移传感器4以及设置在第二液压缸10上的第二张力传感器9、设置在第二液压卡具8上的第二位移传感器7精确控制锆合金板坯轧制过程中的前张力和后张力,得到厚度为1.5mm、同板差为0.0025mm的高精度锆合金板材;所述往复张力轧制的过程中上采用的工作辊6-1和下工作辊6-2的粗糙度均小于0.2μm,开始阶段的轧制力为300T,然后逐步提高轧制力直至最终轧制力为800T;所述往复张力轧制的总加工率为70%,道次压下率为4%~8%。
以上所述,仅是本发明的较佳配料范围实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将锆合金板坯进行修磨至其同板差为0.15mm~0.25mm;所述锆合金板坯的宽度为300mm~1000mm,长度为1000mm~2000mm,厚度为5mm~12mm;
步骤二、将步骤一中经修磨后的锆合金板坯穿过可逆式板材轧机的工作辊,然后用液压卡具夹持经修磨后的锆合金板坯的两端,再利用设置有张力传感器的液压缸使经修磨后的锆合金板坯产生并保持张力;
步骤三、将步骤二中产生并保持张力的锆合金板坯进行往复张力轧制,通过张力传感器和位移传感器精确控制锆合金板坯轧制过程中的张力,得到高精度锆合金板材;所述高精度锆合金板材的同板差不超过0.06mm。
2.根据权利要求1所述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤二中所述张力中的前张力为90MPa~160MPa,后张力为120MPa~200MPa,所述后张力大于前张力。
3.根据权利要求1所述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤三中所述往复张力轧制的过程中采用的工作辊的粗糙度小于0.2μm。
4.根据权利要求1所述的一种高精度锆合金板材的轧制方法,其特征在于,步骤三中所述往复张力轧制的总加工率为50%~70%,道次压下率为4%~12%。
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