CN110665966A - 一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，包括如下步骤：S1：将金属板带坯料放入轧辊机中进行粗轧，同时对所述坯料喷洒冷却润滑剂；S2：将S1中粗轧后的金属板带坯料送入三辊冷轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；S3：每完成两个道次的轧制均需重新进行金属板带坯料制备、变形轧制工具调整和润滑冷却剂准备工序，之后再进行相应道次金属板带坯料厚度偏差调整直至轧出符合要求的成品。本发明在轧制过程中采用分段式冷轧工艺，能够通过控制不同温度段的冷却速度，达到改善金属板带坯料强度，并能够更好地解决金属板带坯料的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及金属板带材轧制技术领域，尤其涉及一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺。
背景技术
用两种或多种材质和性能不同的金属经复合加工实现冶金结合而生产的板带材。只有两种金属单面复合而成的金属板带称双金属板带(见双金属带)，以钢板为基层板覆有其他金属或非金属板的复合板叫复合钢板，是复合板带材中的主要品种。
由异种材料结合而成的复合板带克服了单种组元的某些缺点，发挥出不同组元各自的优点，从而显示出良好的综合性能，如高的比强度，良好的导电性、导热性、耐腐蚀性、减震性、耐磨性，以及专门赋予复合板带的某种特殊性能，例如热双金属通电受热后向一侧弯曲的性能。
在生产过程中由于复合金属板带中各金属成分的膨胀系数不同，在冷轧过程中往往会出现复合不紧密，出现细小的裂隙，同时由于反复形变导致金属耐磨性、韧性及抗疲劳性降低。
发明内容
本发明提出了一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，包括以下步骤：
S1：将金属板带坯料放入轧辊机中进行粗轧，同时对所述坯料喷洒冷却润滑剂；
S2：将S1中粗轧后的金属板带坯料送入三辊冷轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；
S3：每完成两个道次的轧制均需重新进行金属板带坯料制备、变形轧制工具调整和润滑冷却剂准备工序，之后再进行相应道次金属板带坯料厚度偏差调整直至轧出符合要求的成品。
优选的，在S2按每个道次变形率为25％-30％、送进量为20-35厘米、三辊冷轧机每个行程转角为49度、送进频率为15-18次/分钟的轧制工艺参数进行，同时喷洒冷却润滑剂。
优选的，轧制工艺步骤包括：
S1：金属板带进行热处理，加热时间大于200分钟，并确保加热温度不小于1100摄氏度；
S2：采用大压下量轧制，对于厚度超过80mm厚规格板，粗轧一般轧6-8道次，确保后压下量在25-28mm之间；
S3：最后一个道次轧制温度按金属板带的厚度进行区分，金属板带厚度小于40mm以下时，控制温度处于940-980摄氏度之间，金属板带厚度大于40mm时，控制温度处于930-970摄氏度之间。
优选的，金属板带加热热处理步骤：预热温度700-950摄氏度，第一阶段加热温度1050-1230摄氏度，第二阶段加热温度1160-1270摄氏度，均热段1200-1250摄氏度，加热时间为2分钟×厚度，开轧温度1100-1180摄氏度。
优选的，冷却润滑剂为液态二氧化碳，使用喷嘴喷洒液态二氧化碳对轧制过程中的金属板带坯料进行冷却润滑，且喷嘴出口处的压力为0.2-4MPa。
优选的，当金属板带坯料表面温度大于1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为500-800毫升/分钟，喷嘴压力为3-4MPa；
当金属板带坯料表面温度为1200-1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为400-500毫升/分钟，喷嘴压力为2.5-3MPa；
当金属板带坯料表面温度为750-1200摄氏度时，单位面积喷淋速度为300-400毫升/分钟，喷嘴压力为1-2.5MPa；
当金属板带坯料表面温度为500-750摄氏度时，单位面积喷淋速度为200-300毫升/分钟，喷嘴压力为0.5-1MPa；
当金属板带坯料表面温度低于500摄氏度时，单位面积喷淋速度为100-200毫升/分钟，喷嘴压力为0.2-0.5MPa。
优选的，当金属板带坯料表面温度为240摄氏度-500摄氏度时，喷洒液态二氧化碳进行冷却，待金属板带坯料表面度低于240摄氏度时，停止喷洒，待其自然冷却。
优选的，在每道次冷却完成后，需要对金属板带坯料进行检查和修复，具体过程为，先采用C5等级的超声波进行探伤，在不影响金属板带坯料长度的前提下，将具有明显较大的内外表面缺陷部分切除，剩下部分的缺陷通过绗磨，抛光去除得到符合要求的金属板带坯料。
本发明提出的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，有益效果在于：
1、本发明通过将金属板带坯料制备工序中的冷却工艺进行改进，选用液态二氧化碳为冷却润滑剂，将金属板带坯料送入三辊冷轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；每个道次变形率为25％-30％、送进量为20-35厘米、三辊冷轧机每个行程转角为49度、送进频率为15-18次/分钟的轧制工艺参数进行，同时喷洒冷却润滑剂，在每道次冷却完成后，需要对金属板带坯料进行检查和修复，具体过程为，先采用C5等级的超声波进行探伤，在不影响金属板带坯料长度的前提下，将具有明显较大的内外表面缺陷部分切除，剩下部分的缺陷通过绗磨，抛光去除得到符合要求的金属板带坯料。这样，由于二氧化碳冷却润滑穿插在冷轧的整个工艺过程中，从而可以有效的避免冷轧裂纹的出现，同时，将轧辊选调和润滑冷却剂准备工序也穿插到整个冷轧工艺过程中，还可以提高和保证金属板带坯料厚度及外观质量达到规定要求，进而实现通过冷轧方式就能获得厚度均匀，表面光洁的金属板带坯料的目的。
2、本发明在轧制过程中采用分段式冷轧工艺，当金属板带坯料表面温度大于1500摄氏度时，单位面积喷淋速度均较大，使金属板带坯料快速降温，抗顽强度较高，当金属板带坯料表面温度为1200-1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为400-500毫升/分钟，喷嘴压力为2.5-3MPa，当金属板带坯料表面温度为750-1200摄氏度时，单位面积喷淋速度为300-400毫升/分钟，喷嘴压力为1-2.5MPa，两个阶段单位面积喷淋速度降低，直至速度降到最低，抗顽强度也足见降低，得到一个相对较差的抗顽强度，由此可以看出，本发明能够通过控制不同温度段的冷却速度，达到改善金属板带坯料强度，并能够更好地解决金属板带坯料的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾，利用超低温塑性变形，使金属板带的强度与韧性同步提高，与此同时，利用三段式轧机反复轧制，制备出可以直接使用的高耐磨性、高韧性及具有抗疲劳性的金属板带。
3、金属板带坯料表面初始温度为240摄氏度-500摄氏度时，喷洒液态二氧化碳进行冷却，单位面积喷淋速度为100-200毫升/分钟，喷嘴压力为0.2-0.5MPa，待金属板带坯料表面度低于240摄氏度时，停止喷洒，待其自然冷却，通过控制金属板带坯料的冷却速度，达到改善金属板带坯料强度，并能够更好地解决金属板带坯料的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，包括以下步骤：
S1：将金属板带坯料放入轧辊机中进行粗轧，同时对所述坯料喷洒冷却润滑剂；
S2：将S1中粗轧后的金属板带坯料送入三辊冷轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；每个道次变形率为25％-30％、送进量为20-35厘米、三辊冷轧机每个行程转角为49度、送进频率为15-18次/分钟的轧制工艺参数进行，同时喷洒冷却润滑剂，在每道次冷却完成后，需要对金属板带坯料进行检查和修复，具体过程为，先采用C5等级的超声波进行探伤，在不影响金属板带坯料长度的前提下，将具有明显较大的内外表面缺陷部分切除，剩下部分的缺陷通过绗磨，抛光去除得到符合要求的金属板带坯料。
S3：每完成两个道次的轧制均需重新进行金属板带坯料制备、变形轧制工具调整和润滑冷却剂准备工序，之后再进行相应道次金属板带坯料厚度偏差调整直至轧出符合要求的成品。
轧制工艺步骤包括：
S1：金属板带进行热处理，加热时间大于200分钟，并确保加热温度不小于1100摄氏度；金属板带加热热处理步骤：预热温度700-950摄氏度，第一阶段加热温度1050-1230摄氏度，第二阶段加热温度1160-1270摄氏度，均热段1200-1250摄氏度，加热时间为2分钟×厚度，开轧温度1100-1180摄氏度。
S2：采用大压下量轧制，对于厚度超过80mm厚规格板，粗轧一般轧6-8道次，确保后压下量在25-28mm之间；
S3：最后一个道次轧制温度按金属板带的厚度进行区分，金属板带厚度小于40mm以下时，控制温度处于940-980摄氏度之间，金属板带厚度大于40mm时，控制温度处于930-970摄氏度之间。
冷却润滑剂为液态二氧化碳，使用喷嘴喷洒液态二氧化碳对轧制过程中的金属板带坯料进行冷却润滑，且喷嘴出口处的压力为0.2-4MPa。
当金属板带坯料表面温度大于1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为500-800毫升/分钟，喷嘴压力为3-4MPa；
当金属板带坯料表面温度为1200-1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为400-500毫升/分钟，喷嘴压力为2.5-3MPa；
当金属板带坯料表面温度为750-1200摄氏度时，单位面积喷淋速度为300-400毫升/分钟，喷嘴压力为1-2.5MPa；
当金属板带坯料表面温度为500-750摄氏度时，单位面积喷淋速度为200-300毫升/分钟，喷嘴压力为0.5-1MPa；
当金属板带坯料表面温度低于500摄氏度时，单位面积喷淋速度为100-200毫升/分钟，喷嘴压力为0.2-0.5MPa；
当金属板带坯料表面温度大于1500摄氏度时，单位面积喷淋速度均较大，使金属板带坯料快速降温，抗顽强度较高，当金属板带坯料表面温度为1200-1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为400-500毫升/分钟，喷嘴压力为2.5-3MPa，当金属板带坯料表面温度为750-1200摄氏度时，单位面积喷淋速度为300-400毫升/分钟，喷嘴压力为1-2.5MPa，两个阶段单位面积喷淋速度降低，直至速度降到最低，抗顽强度也足见降低，得到一个相对较差的抗顽强度，由此可以看出，本发明能够通过控制不同温度段的冷却速度，达到改善金属板带坯料强度，并能够更好地解决金属板带坯料的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾，利用超低温塑性变形，使金属板带的强度与韧性同步提高，与此同时，利用三段式轧机反复轧制，制备出可以直接使用的高耐磨性、高韧性及具有抗疲劳性的金属板带。
采用深冷差厚板轧制技术目前适合于制备铝合金差厚板。该铝合金差厚板在汽车轻量化等领域具有广阔前景。
实施例2
本发明提出了一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，包括以下步骤：
S1：将金属板带坯料放入轧辊机中进行粗轧，同时对所述坯料喷洒冷却润滑剂；
S2：将S1中粗轧后的金属板带坯料送入三辊冷轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；每个道次变形率为25％-30％、送进量为20-35厘米、三辊冷轧机每个行程转角为49度、送进频率为15-18次/分钟的轧制工艺参数进行，同时喷洒冷却润滑剂，在每道次冷却完成后，需要对金属板带坯料进行检查和修复，具体过程为，先采用C5等级的超声波进行探伤，在不影响金属板带坯料长度的前提下，将具有明显较大的内外表面缺陷部分切除，剩下部分的缺陷通过绗磨，抛光去除得到符合要求的金属板带坯料。
S3：每完成两个道次的轧制均需重新进行金属板带坯料制备、变形轧制工具调整和润滑冷却剂准备工序，之后再进行相应道次金属板带坯料厚度偏差调整直至轧出符合要求的成品。
轧制工艺步骤包括：
S1：金属板带进行热处理，加热时间大于200分钟，并确保加热温度不小于1100摄氏度；金属板带加热热处理步骤：预热温度700-950摄氏度，第一阶段加热温度1050-1230摄氏度，第二阶段加热温度1160-1270摄氏度，均热段1200-1250摄氏度，加热时间为2分钟×厚度，开轧温度1100-1180摄氏度。
S2：采用大压下量轧制，对于厚度超过80mm厚规格板，粗轧一般轧6-8道次，确保后压下量在25-28mm之间；
S3：最后一个道次轧制温度按金属板带的厚度进行区分，金属板带厚度小于40mm以下时，控制温度处于940-980摄氏度之间，金属板带厚度大于40mm时，控制温度处于930-970摄氏度之间。
冷却润滑剂为液态二氧化碳，使用喷嘴喷洒液态二氧化碳对轧制过程中的金属板带坯料进行冷却润滑，且喷嘴出口处的压力为0.2-4MPa。
当金属板带坯料表面温度为240摄氏度-500摄氏度时，喷洒液态二氧化碳进行冷却，单位面积喷淋速度为100-200毫升/分钟，喷嘴压力为0.2-0.5MPa，待金属板带坯料表面度低于240摄氏度时，停止喷洒，待其自然冷却。
本发明能够通过控制金属板带坯料的冷却速度，达到改善金属板带坯料强度，并能够更好地解决金属板带坯料的硬度与强度，耐磨性和韧性及抗疲劳性之间存在的矛盾。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将金属板带坯料放入轧辊机中进行粗轧，同时对所述坯料喷洒冷却润滑剂；
S2：将S1中粗轧后的金属板带坯料送入轧机进行反复精轧，同时喷洒冷却润滑剂；
S3：每完成两个道次的轧制均需重新进行金属板带坯料制备、变形轧制工具调整和润滑冷却剂准备工序，之后再进行相应道次金属板带坯料厚度偏差调整直至轧出符合要求的成品。
2.根据权利要求1所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：在S2按每个道次变形率为25％-30％、送进量为20-35厘米、轧机每个行程转角为49度、送进频率为15-18次/分钟的轧制工艺参数进行，同时喷洒冷却润滑剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：轧制工艺步骤包括：
S1：金属板带进行热处理，加热时间大于200分钟，并确保加热温度不小于1100摄氏度；
S2：采用大压下量轧制，对于厚度超过80mm厚规格板，粗轧一般轧6-8道次，确保后压下量在25-28mm之间；
S3：最后一个道次轧制温度按金属板带的厚度进行区分，金属板带厚度小于40mm以下时，控制温度处于940-980摄氏度之间，金属板带厚度大于40mm时，控制温度处于930-970摄氏度之间。
4.根据权利要求3所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：金属板带加热热处理步骤：预热温度700-950摄氏度，第一阶段加热温度1050-1230摄氏度，第二阶段加热温度1160-1270摄氏度，均热段1200-1250摄氏度，加热时间为2分钟×厚度，开轧温度1100-1180摄氏度。
5.根据权利要求2所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：冷却润滑剂为液态二氧化碳，使用喷嘴喷洒液态二氧化碳对轧制过程中的金属板带坯料进行冷却润滑，且喷嘴出口处的压力为0.2-4MPa。
6.根据权利要求5所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：
当金属板带坯料表面温度大于1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为500-800毫升/分钟，喷嘴压力为3-4MPa；
当金属板带坯料表面温度为1200-1500摄氏度时，单位面积喷淋速度为400-500毫升/分钟，喷嘴压力为2.5-3MPa；
当金属板带坯料表面温度为750-1200摄氏度时，单位面积喷淋速度为300-400毫升/分钟，喷嘴压力为1-2.5MPa；
当金属板带坯料表面温度为500-750摄氏度时，单位面积喷淋速度为200-300毫升/分钟，喷嘴压力为0.5-1MPa；
当金属板带坯料表面温度低于500摄氏度时，单位面积喷淋速度为100-200毫升/分钟，喷嘴压力为0.2-0.5MPa。
7.根据权利要求6所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：当金属板带坯料表面温度为240摄氏度-500摄氏度时，喷洒液态二氧化碳进行冷却，待金属板带坯料表面度低于240摄氏度时，停止喷洒，待其自然冷却。
8.根据权利要求5所述的一种基于液态二氧化碳冷却及润滑的金属板带材轧制工艺，其特征在于：在每道次冷却完成后，需要对金属板带坯料进行检查和修复，具体过程为，先采用C5等级的超声波进行探伤，在不影响金属板带坯料长度的前提下，将具有明显较大的内外表面缺陷部分切除，剩下部分的缺陷通过珩磨，抛光去除得到符合要求的金属板带坯料。
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