CN111136103A - 一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、感应加热线圈、轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组；所述第一、二水平校准轧辊组由水平设置的左右轧辊组成，第一、二高度校准轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；感应加热线圈与感应加热电源相连，感应加热线圈对楔形槽型材毛坯带料加热。降低金属毛坯带料辊轧成形过程中型材带料变形抗力，提高金属毛坯带料成型极限和工艺加工成形性能，降低金属型材毛坯带料的辊轧工艺加工成型难度。提升型材几何精度、尺寸精度、表面洁度，降低能耗。

Description

一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺

技术领域

本发明涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。

背景技术

金属材质的楔形槽型材可选择的制备工艺主要有冷/温/热挤压成型工艺、冷/温/热拉拔成型工艺、铣削工艺和电火花线切割工艺。

常见的金属材质楔形槽型材主要是用屈服强度较小、变形抗力较低的金属材料制备，比如铝合金、铜合金和低碳钢。这类楔形槽型材主要采用冷/温/热挤压成型,或者冷/温/热拉拔成型工艺制备。然而，如果制备屈服强度、变形抗力和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质楔形槽，则存在模具缩口部位磨损过快导致成本过高，以及成品型材过渡圆角半径普遍偏大的缺陷。

对于屈服强度和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质楔形槽型材，比如中/高碳钢材质楔形槽型材，还可选择采用铣削工艺和电火花线切割工艺进行加工。但是，这两种工艺的共同缺点是切断了金属坯料本身的纤维流线，弱化了成型后的型材的整体强度。此外，铣削加工中，铣削刀杆直径必须小于楔形槽腔体短边开口宽度，细小刀杆降低了刀具铣削过程中的整体刚度，进而降低加工速度和加工过程的稳定性，降低加工精度。而且，对于楔形槽腔体细颈部位宽度和高度过小的型材，几乎无法通过铣削工艺进行加工。电火花线切割加工的不足是型材总长度受制于加工设备高度，导致型材总长度受到限制。此外，由于成形表面经过电化学腐蚀，形成表面氧化层，表面粗糙且疏松，还需后续打磨抛光处理以降低表面粗糙度以提升尺寸和形状精度。考虑到楔形槽的几何形状复杂，这种工艺显著增大了提升表面质量的难度。

相比较前三种工艺，线切割加工速度最慢，效费比最低。上述工艺在加工屈服强度和硬度较高、成形极限较低的金属楔形槽型材的过程中，不仅成材率低，生产工具/模具磨损过快，而且原料和能源浪费严重。

因此，如何在保证楔形槽型材尺寸精度、几何精度和表面粗糙度的前提下，以较高加工效率实现对屈服强度和硬度均较高的中/高碳钢带料制备楔形槽型材，已成为塑性加工领域的难点问题。

对金属材料施加脉冲电流，金属出现电热效应、电致塑性效应、集肤效应和对微小空洞和微裂纹的修复融合和止裂的能力。这可降低金属材料在成形过程中的成型抗力，提升成形极限，进而提高金属坯料的成形性、可加工性。如果采用感应线圈对毛坯带料进行加热，不仅可以产生脉冲形式的感生电流对毛坯带料浅表层进行快速加热和冷却，并且由于加热和冷却速度快速，有利于细小晶粒的形成，实现金属材质的细晶强化，综合提升金属多晶体材料的力学性能。上述优点使得感应加热在金属加工成型领域广泛使用，发展迅速。但是，如果直接通过轧辊向带料施加感应加热的电流，由于电流的趋肤效应，使得轧辊表层电流密度明显高于其他部位，这会导致金属轧辊表层温度升高明显，进而引发轧辊表层金属软化和氧化，降低轧辊表面强度、硬度、耐用性、耐磨性和服役寿命，降低轧辊加工效能等问题。这势必会增加换辊、修辊的频率，进而增加生产成本和延误工期，最终降低轧辊加工效费比。如何能进一步弱化导通脉冲电流产生的热效应带来的不良影响，但让能有效降低成型难度，成为有待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。一方面能降低金属毛坯带料辊轧成形过程中型材带料变形抗力，提高金属毛坯带料成型极限和工艺加工成形性能；另外一方面，还可降低感应线圈对金属轧辊的附带加热，避免进而降低轧辊表层硬度和降低服役寿命的问题，同时提升辊轧轧制成型后成型型材带料几何精度、尺寸精度、表面洁度，降低能耗；提升辊轧轧制成型工艺能力和成型后零件品质。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、感应加热线圈、轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组；所述第一、二水平校准轧辊组由水平设置的左右轧辊组成，第一、二高度校准轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；感应加热线圈与感应加热电源相连，感应加热线圈对楔形槽型材毛坯带料加热。

所述第一水平校准轧辊组安装在第一水平校准轧辊组基座上，第一高度校准轧辊组安装在第一高度校准轧辊组基座上，第二高度校准轧辊组安装在第二高度校准轧辊组基座上，第二水平校准托辊组安装在第二水平校准托辊组基座上。

所述第一水平校准轧辊组的左右轧辊与楔形槽型材毛坯带料的左右两侧弹性接触，左右轧辊形状与楔形槽型材毛坯带料的左右两侧表面相应；第二水平校准轧辊组的左右轧辊与楔形槽型材带料的左右两侧弹性接触，左右轧辊形状与楔形槽型材带料的左右两侧表面相应。

所述第一水平校准轧辊组、第二水平校准轧辊组的左右轧辊均为圆柱体形轧辊。

所述第一高度校准轧辊组的上下轧辊形状与楔形槽型材毛坯带料的上下表面相应；第二高度校准轧辊组的上下轧辊形状与楔形槽型材带料的上下表面相应。

所述第一高度校准轧辊组的上轧辊的辊面为M形，第一高度校准轧辊组的下轧辊为圆柱体形轧辊。

所述第二高度校准轧辊组的上下轧辊为圆柱体形轧辊。

所述轧辊组的上下轧辊的辊面上设有环带，环带宽度与楔形槽型材楔形槽细颈宽度相应，环带宽度与楔形槽型材楔形槽深度相应。

一种感应加热辅助楔形槽型材轧制工艺，轧制过程为连续的工艺，包括如下步骤：

1、将楔形槽型材毛坯带料设计为凵型，两侧边端部设有尖锐凸起。

2、第一水平校准轧辊组为楔形槽型材毛坯带料的入口段，楔形槽型材毛坯带料由第一水平校准轧辊组左右轧辊带入进入轧制线，第一水平校准轧辊组解决毛坯带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

3、毛坯带料向前运动经过第一高度校准轧辊组，第一高度校准轧辊组提升和确保毛坯带料高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响：

4、毛坯带料向前运动经过感应线圈，感应加热线圈对毛坯型材带料浅表层加热，实现对浅表层金属材料的快速软化，降低了屈服强度偏高金属的变形抗力；抑制应变明显表层内空洞和微裂纹的萌生-扩展，或者及时修复萌生的空洞、微裂纹，提升了金属的塑性加工过程中的成形性能，保证了制件表面光洁度，成形效率、能量利用效率和制件品质提升；

5、毛坯带料向前运动经过轧辊组，轧辊组将毛坯带料轧制成楔形槽型材带料；环带对楔形槽细颈高度和宽度幅值进行控制，确保成型后细颈宽度和高度在精度要求范围内；

6、楔形槽型材带料向前运动经过第二高度校准轧辊组，第二高度校准轧辊组提升和确保楔形槽型材带料高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响；

7、楔形槽型材带料向前运动经过第二水平校准轧辊组，第二水平校准轧辊组解决楔形槽型材带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

8、楔形槽型材成品由第二水平校准轧辊组相对旋转的左右轧辊带出，完成整个轧制过程；

9、完成轧制的楔形槽型材根据使用需求切割。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将楔形槽型材毛坯带料设计为凵型，两侧边端部设有尖锐凸起，轧辊组的上下轧辊的辊面上设有环带，环带宽度与楔形槽型材楔形槽细颈宽度相应，环带宽度与楔形槽型材楔形槽深度相应；使得轧辊轧制后能准确、简单和快速地加工出横截面为上窄下宽的楔形槽中空结构，同时保证细颈高度和宽度的幅值和精度，降低生产工具和流程的设计和加工难度，节省原材料，降低生产成本和成形难度，提高生产效率。

2、利用感应线圈加热在毛坯带料内的电热效应、电致塑性效应、脉冲电流对应变偏大产生的空洞和微裂纹的电涡流修复和愈合、超声软化效应综合作用，可实时降低带料辊轧过程中的变形抗力、屈服强度和硬度，在不改变毛坯带料金属种类、热处理状态、应力硬化水平的前提下，显著提升带料的成形极限，提升带料的塑性变形能力，进而提升其可加工成形性能，提高了加工成形速率和同一辊轧装置对不同金属材料，尤其是屈服强度偏大，极限应变偏低中高碳钢带料的加工适应性，增加轧辊的服役期限和工作寿命长度。

3、利用感应加热在金属型材内电流密度具有显著的集肤效应，且电流密度大区域的深度依赖于感应加热电流频率的特点，可通过择优选择感应电流频率实现对加热深度的调控，进而实现相应深度微观组织种类和特性的调控，有利于型材力学性能的调控和稳定。

4、利用感应加热在金属毛坯带料内产生脉冲电流，脉冲电流在带料内快速引起热效应，克服能量势垒，提升金属原子的扩散能力，有利于诱导金属的回复和再结晶的发生，有利于金属晶粒细化，实现成型后楔型槽型材微观结构的细晶强化，提升轧制后成品型材的综合力学性能。同时，由于带料电加热的热经历，有利于降低残余应力，降低成形后型材的翘曲和变形程度；在脉冲电流流经毛坯带料引起热效应、电致塑性和对微裂纹的修复效应综合作用于辊轧过程中的毛坯带料，有利于提升金属材料的塑性，降低工件的变形抗力，降低塑性变形成型对能源消耗；利用脉冲电流的电涡流效应对应变区域的应变损伤形成的微裂纹进行修复和愈合。

5、本专利中采用硬度和韧性平衡性能优良的陶瓷轧辊对毛坯带料进行辊轧，有利于避免感应线圈在对毛坯带料进行加热的同时对金属轧辊进行的附带加热，

降低轧辊表面热积累速度、热负荷程度和热变形水平的功能，进而实现降低由于升温导致的磨损损耗速度过高的目的。上述优势会使轧制之后工件表面的质量较为光洁，且加工成形所需能量较低，加工成型效率也可以显著提升。

附图说明

图1是本发明结构示意与工艺流程图。

图2是本发明楔形槽型材横截面示意图；

图3是图1的A向剖视图；

图4是图1的B向剖视图；

图5是图1的C向剖视图；

图6是图1的D向剖视图；

图7是图1的E向剖视图。

图中：1-感应加热电源 2-毛坯带料 3-第一水平校准轧辊组 4-第一高度校准轧辊组 5-感应加热线圈 6-上轧辊 7-第二高度校准轧辊 8-第二水平校准托辊组 9-第一水平校准轧辊组基座 10-第一高度校准轧辊组基座 11-下轧辊 12-第二高度校准轧辊基座13-第二水平校准托辊组基座 31-第一水平校准轧辊组左轧辊 32-第一水平校准轧辊组右轧辊 41-第一高度校准轧辊组上轧辊 42-第一高度校准轧辊组下轧辊 61-环带 81-第二水平校准托辊组左托辊 82-第二水平校准托辊组右托辊

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组3、第一高度校准轧辊组4、感应加热线圈5、轧辊组6、第二高度校准轧辊组7与第二水平校准托辊组8。

第一水平校准轧辊组3安装在第一水平校准轧辊组基座9上。第一高度校准轧辊组4安装在第一高度校准轧辊组基座10上。第二高度校准轧辊组7安装在第二高度校准轧辊组基座12上，第二水平校准托辊组8安装在第二水平校准托辊组基座13上。

轧辊组由垂直设置的逆时针旋转的上轧辊6与顺时针旋转的下轧辊11组成。

如图3所示，第一水平校准轧辊组3位于辊轧楔形槽型材毛坯带料2的进口段，第一水平校准轧辊组左轧辊31与第一水平校准轧辊组右轧辊32，两个轧辊各自相对毛坯带料2呈现水平左、右布置，分别与毛坯带料2左、右侧面表面择优配合弹性接触。

左轧辊与毛坯带料2左侧表面形状呈现仿形形状，与毛坯带料2左表面接触；右轧辊与毛坯带料2右表面形状呈现仿形形状，与毛坯带料2右表面接触。由于毛坯带料2左、右表面皆为平面，所以左、右轧辊空间形状为圆柱体状的平辊。左、右两个轧辊与毛坯带料2左、右侧表面均处于表面接触状态为弹性变形状态的过渡配合适配状态，与毛坯带料2侧面接触产生的弹力可以施加给毛坯带料，从而为确保毛坯带料2与轧辊之间的水平方向定位精度提供支撑。

如图7所示，第二水平校准托辊组8位于辊轧楔形槽型材带料的出口段，第二水平校准托辊组左托辊81与第二水平校准托辊组右托辊82，两个轧辊各自左、右布置，分别与楔形槽型材带料左、右侧表面择优配合弹性接触。左轧辊与楔形槽型材带料左侧表面形状呈现仿形形状，与楔形槽型材带料左侧表面接触；右轧辊与楔形槽型材带料右侧表面形状呈现仿形形状，与楔形槽型材带料右侧表面接触。由于楔形槽型材带料左、右侧表面皆为平面，所以左、右轧辊空间形状为圆柱体的平辊。左、右两个轧辊与楔形槽型材带料左、右侧表面接触状态皆为处于表面弹性变形的过渡配合适配状态，与楔形槽型材带料侧面接触产生的弹力可以施加给楔形槽型材带料，从而为确保楔形槽型材带料与轧辊之间的水平方向定位精度提供支撑。

本发明通过上述第一水平校准轧辊组3和第二水平校准托辊组8确保对型材带料运行水平方向定位和校准精度，降低毛坯带料2和楔形槽型材带料运行的水平运动误差，从而减缓一系列由于毛坯带料和楔形槽型材带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的诸如辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度超差等一系列问题。

如图4所示，第一高度校准轧辊组4由第一高度校准轧辊组上托辊41和第一高度校准轧辊组下托辊42组成。两个轧辊各自相对毛坯带料呈现垂直上、下布置，分别与毛坯带料2上、下表面接触。上轧辊与毛坯带料2上表面形状呈现仿形形状，与毛坯带料2上表面接触；下轧辊与毛坯带料2下表面形状呈现仿形形状，与毛坯带料2下表面接触。由于毛坯带料2上表面为近似凵形形状，所以上轧辊空间形状为类“M”形状的异形轧辊。由于毛坯带料2下表面为平面，所以下轧辊空间形状为圆柱体状的平辊。上、下两个轧辊与毛坯带料2上、下表面均处于表面接触状态为弹性变形状态，择优的过渡配合适配状态，与毛坯带料2表面接触产生的弹力可以施加给毛坯带料2接触弹性压力，从而为确保毛坯带料2引入上轧辊6和下平辊11之间的高度方向定位精度提供支撑。

第二高度校准托辊组7位于辊轧楔形槽型材带料的出口段，两个轧辊各自上、下布置，分别与楔形槽型材带料上、下表面接触。上轧辊与楔形槽型材带料上表面形状呈现仿形形状，与楔形槽型材带料上表面接触；下轧辊与楔形槽型材带料下表面形状呈现仿形形状，与楔形槽型材带料下表面接触。由于楔形槽型材带料上、下表面皆为平面，所以上、下轧辊空间形状为圆柱体的平辊。上、下两个轧辊与楔形槽型材带料上、下表面接触状态皆为处于表面弹性变形，择优过渡配合适配状态，与楔形槽型材带料上、下侧面接触产生的弹力可以施加给楔形槽型材带料接触压力，为楔形槽型材带料引出时高度方向定位精度提供支撑。

通过上述左高度校准轧辊4和右高度校准轧辊7确保对毛坯带料1运行高度方向定位和校准精度，降低毛坯带料1供料运行的高度运动误差，从而减缓一系列由于毛坯带料1在上轧辊5和下平辊13辊轧成型过程中由于高度定位误差偏高引发的诸如辊轧形状误差过大、辊轧运行过程不稳定、成型后楔形槽尺寸精度超差等一系列问题。

如图1所示，感应加热线圈5与感应加热电源1相连，通过感应加热线圈5向毛坯带料2施加感应电流，使得金属升温区域和相应软化区域主要集中表层应变区域，提升能量利用的空间效率。

利用感应线圈加热在毛坯带料内的电热效应、电致塑性效应、脉冲电流对应变偏大产生的空洞和微裂纹的电涡流修复和愈合、超声软化效应综合作用，可实时降低带料辊轧过程中的变形抗力、屈服强度和硬度，在不改变毛坯带料金属种类、热处理状态、应力硬化水平的前提下，显著提升带料的成形极限，提升带料的塑性变形能力，进而提升其可加工成形性能，提高了加工成形速率和同一辊轧装置对不同金属材料，尤其是屈服强度偏大，极限应变偏低中高碳钢带料的加工适应性，增加轧辊的服役期限和工作寿命长度。

利用感应加热在金属型材内电流密度具有显著的集肤效应，且电流密度大区域的深度依赖于感应加热电流频率的特点，可通过择优选择感应电流频率实现对加热深度的调控，进而实现相应深度微观组织种类和特性的调控，有利于型材力学性能的调控和稳定。

利用感应加热在金属毛坯带料内产生脉冲电流，脉冲电流在带料内快速引起热效应，克服能量势垒，提升金属原子的扩散能力，有利于诱导金属的回复和再结晶的发生，有利于金属晶粒细化，实现成型后楔型槽型材微观结构的细晶强化，提升轧制后成品型材的综合力学性能。同时，由于带料电加热的热经历，有利于降低残余应力，降低成形后型材的翘曲和变形程度；在脉冲电流流经毛坯带料引起热效应、电致塑性和对微裂纹的修复效应综合作用于辊轧过程中的毛坯带料，有利于提升金属材料的塑性，降低工件的变形抗力，降低塑性变形成型对能源消耗；利用脉冲电流的电涡流效应对应变区域的应变损伤形成的微裂纹进行修复和愈合。

毛坯带料2未经轧辊组轧制如图5所示，毛坯带料2经轧辊组轧制成楔形槽型材带料如图6所示。如图2、图5、图6所示，上轧辊6的辊面上设有环带61，环带宽度与楔形槽型材楔形槽细颈宽度相应，环带宽度与楔形槽型材楔形槽深度相应。对楔形槽细颈高度和宽度幅值进行控制，确保成型后细颈宽度和高度在精度要求范围内。对于细颈宽度幅值的控制可以通过择优设计和设置轧辊突出环带自身宽度实现控制；对于细颈高度幅值的控制可以通过辊轧前毛坯带料2横截面几何形状的优化设置和设计，结合轧辊突出环带突出轧辊表面高度具体优化参数实现对细颈高度幅值和精度的调控。由于楔形槽型材另外一侧表面为平面，所以与之相对的下轧辊11为圆柱体状的平辊。

在轧辊进入端，待辊轧的毛坯带料2的横截面整体呈现出“中间下凹、两侧凸起”的近似凵形的轮廓形状。左右两侧呈尖角状凸起，凸起尖端位置分别偏向中线位置。在圆柱形平辊的辊轧过程中，金属材料发生塑性变形，两侧尖角凸起向中空部位变形。通过精确优化设计和控制左右两侧尖角状凸起部位的几何形状和对应体积，使得轧制后原本毛坯带料中空部位的上部不被轧制变形的左右两侧尖角部位金属封死，反被轧辊上突出环带精准控制细颈的宽度和高度，保证辊轧成型后中空腔体形成“窄下宽”的具有细颈结构的楔形槽形状。而原本横截面左右两侧向上尖角状凸起被辊轧突出环带两侧的平辊辊轧碾平。

轧制型材毛坯带料轧辊(工作辊)可选用陶瓷轧辊。优选断裂强度、抗弯强度、硬度、韧性和极限应变足以满足辊轧机的生产使用的陶瓷工作轧辊。所述辊轧机的工作轧辊选取陶瓷轧辊，这样设计可以保证轧辊的绝缘性能，可以避免脉冲电流通过轧辊时产生的热能和电致塑性，降低了轧辊的磨损速率，节省了电能。

采用硬度和韧性平衡性能优良的陶瓷轧辊对毛坯带料进行辊轧，有利于避免感应线圈在对毛坯带料进行加热的同时对金属轧辊进行的附带加热，降低轧辊表面热积累速度、热负荷程度和热变形水平的功能，进而实现降低由于升温导致的磨损损耗速度过高的目的。上述优势会使轧制之后工件表面的质量较为光洁，且加工成形所需能量较低，加工成型效率也可以显著提升。

如图1-7所示，一种感应加热辅助楔形槽型材轧制工艺，轧制过程为连续的工艺，包括如下步骤：

1、将楔形槽型材毛坯带料2设计为凵型，两侧边端部设有尖锐凸起。

2)第一水平校准轧辊组3为楔形槽型材毛坯带料的入口段，楔形槽型材毛坯带料2由第一水平校准轧辊组3左右轧辊带入进入轧制线，第一水平校准轧辊组3解决毛坯带料2在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

3)毛坯带料2向前运动经过第一高度校准轧辊组4，第一高度校准轧辊组4提升和确保毛坯带料2高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响：

4)毛坯带料2向前运动经过感应加热线圈5，感应加热线圈5对毛坯带料2浅表层加热，实现对浅表层金属材料的快速软化，降低了屈服强度偏高金属的变形抗力；抑制应变明显表层内空洞和微裂纹的萌生-扩展，或者及时修复萌生的空洞、微裂纹，提升了金属的塑性加工过程中的成形性能，保证了制件表面光洁度，成形效率、能量利用效率和制件品质提升；

5)毛坯带料2向前运动经过轧辊组，轧辊组将毛坯带料轧制成楔形槽型材带料；环带对楔形槽细颈高度和宽度幅值进行控制，确保成型后细颈宽度和高度在精度要求范围内；

6)楔形槽型材带料向前运动经过第二高度校准轧辊组7，第二高度校准轧辊组7提升和确保楔形槽型材带料高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响；

7)楔形槽型材带料向前运动经过第二水平校准轧辊组8，第二水平校准轧辊组8解决楔形槽型材带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

8)楔形槽型材成品由第二水平校准轧辊组8相对旋转的左右轧辊带出，完成整个轧制过程；楔形槽型材横截面如图2所示；

9)完成轧制的楔形槽型材根据使用需求切割。

在实际生产过程中可针对不同的轧制材料和加工工艺，通过择优上下轧辊之间圆心距、轧辊直径和超声振动参数等加工参数以适应不同金属型材的制备生产。

本发明主要是将初始毛坯带料，在感应线圈通电加热作用下，通过将左右凸起部位金属材料采用辊轧工艺向中部挤压流动的方法，提出了可以形成楔型槽横截面形状型材的辊轧工艺，显著提升了对楔型槽型材的几何精度、尺寸精度、成形品质和效率，可提升辊轧成型后型材表面光洁度，降低粗糙度，尤其针对强度偏高和成形极限偏低金属毛坯带料的楔型槽型材的成型过程，由于采用了感应线圈辅助加热和陶瓷轧辊的辊轧成型，可提升其加工性、成形性、成型效率和使用性。由于在楔型槽型材的轧制生产中引入感应加热毛坯带料型材的方法，可使得型材成形性更高、加工性更好、几何和尺寸精度更高、整体力学性能更加稳定和均匀、残余应力更小、晶粒尺寸更均匀更细小，综合力学性能提升更明显。本发明所要解决的技术问题是：将提供针对塑性成型加工难度偏高金属的楔型槽型材辊轧成型过程，提供一种能降低加工难度、提升金属材料可加工性能、成型几何和尺寸精度品质和成型加工效率，避免轧辊升温的，提升成型后表面品质的制造方法。

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 (10)

1.一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、感应加热线圈、轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组；所述第一、二水平校准轧辊组由水平设置的左右轧辊组成，第一、二高度校准轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；感应加热线圈与感应加热电源相连，感应加热线圈对楔形槽型材毛坯带料加热。

2.根据权利要求1所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一水平校准轧辊组安装在第一水平校准轧辊组基座上，第一高度校准轧辊组安装在第一高度校准轧辊组基座上，第二高度校准轧辊组安装在第二高度校准轧辊组基座上，第二水平校准托辊组安装在第二水平校准托辊组基座上。

3.根据权利要求1所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一水平校准轧辊组的左右轧辊与楔形槽型材毛坯带料的左右两侧弹性接触，左右轧辊形状与楔形槽型材毛坯带料的左右两侧表面相应；第二水平校准轧辊组的左右轧辊与楔形槽型材带料的左右两侧弹性接触，左右轧辊形状与楔形槽型材带料的左右两侧表面相应。

4.根据权利要求3所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一水平校准轧辊组、第二水平校准轧辊组的左右轧辊均为圆柱体形轧辊。

5.根据权利要求1所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一高度校准轧辊组的上下轧辊形状与楔形槽型材毛坯带料的上下表面相应；第二高度校准轧辊组的上下轧辊形状与楔形槽型材带料的上下表面相应。

6.根据权利要求5所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一高度校准轧辊组的上轧辊的辊面为M形，第一高度校准轧辊组的下轧辊为圆柱体形轧辊。

7.根据权利要求5所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第二高度校准轧辊组的上下轧辊为圆柱体形轧辊。

8.根据权利要求1所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述轧辊组的上下轧辊的辊面上设有环带，环带宽度与楔形槽型材楔形槽细颈宽度相应，环带宽度与楔形槽型材楔形槽深度相应。

9.根据权利要求1所述的一种感应加热辅助楔形槽型材轧制线，其特征在于，所述第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组的轧辊均采用陶瓷材料制作。

10.一种基于权利要求1所述轧制线的轧制工艺，轧制过程为连续的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)将楔形槽型材毛坯带料设计为凵型，两侧边端部设有尖锐凸起；

2)第一水平校准轧辊组为楔形槽型材毛坯带料的入口段，楔形槽型材毛坯带料由第一水平校准轧辊组左右轧辊带入进入轧制线，第一水平校准轧辊组解决毛坯带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

3)毛坯带料向前运动经过第一高度校准轧辊组，第一高度校准轧辊组提升和确保毛坯带料高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响：

4)毛坯带料向前运动经过感应线圈，感应加热线圈对毛坯型材带料浅表层加热，实现对浅表层金属材料的快速软化，降低了屈服强度偏高金属的变形抗力；抑制应变明显表层内空洞和微裂纹的萌生-扩展，或者及时修复萌生的空洞、微裂纹，提升了金属的塑性加工过程中的成形性能，保证了制件表面光洁度，成形效率、能量利用效率和制件品质提升；

5)毛坯带料向前运动经过轧辊组，轧辊组将毛坯带料轧制成楔形槽型材带料；环带对楔形槽细颈高度和宽度幅值进行控制，确保成型后细颈宽度和高度在精度要求范围内；

6)楔形槽型材带料向前运动经过第二高度校准轧辊组，第二高度校准轧辊组提升和确保楔形槽型材带料高度方位精度，确保辊轧成型楔形槽型材的尺寸和几何精度，避免供料高度方向精度过差引发对辊轧成品品质的不良影响；

7)楔形槽型材带料向前运动经过第二水平校准轧辊组，第二水平校准轧辊组解决楔形槽型材带料在辊轧成型过程中由于水平误差偏高引发的辊轧形状偏差过大、运行过程不稳定、尺寸精度差的问题；

8)楔形槽型材成品由第二水平校准轧辊组相对旋转的左右轧辊带出，完成整个轧制过程；

9)完成轧制的楔形槽型材根据使用需求切割。

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