CN113319126B - 一种金属层状复合板轧制成形约束系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属层状复合板轧制成形约束系统与方法，属于金属层状复合板轧制技术领域。约束装置由冷轧机入口约束装置、冷轧机出口约束‑张力装置、热轧机入口约束装置和热轧机出口约束装置组成。本发明可有效改善金属层状复合板在冷‑热轧制复合成形过程中的侧弯、错位、横向偏移、弯曲、厚度不均匀和翘曲等问题，降低轧制力，减小轧机负荷，确保成形过程顺畅，获得界面结合质量高、板形良好的金属层状复合板，且装置结构简单，方法操作灵活，适用范围广。

Description

一种金属层状复合板轧制成形约束系统与方法

技术领域

本发明属于金属层状复合板轧制技术领域，具体涉及一种金属层状复合板轧制成形约束系统与方法。

背景技术

采用冷-热轧制复合法制备金属层状复合板时，首先要对两种或两种以上金属板坯的待复合表面进行机械打磨等表面处理，然后将金属板坯层叠组坯，接着对金属层叠板坯在室温下进行冷轧预复合成形，最后将冷轧预复合板加热后进行热轧复合成形，获得金属层状复合板。在冷轧预复合成形时，由于不同金属的变形抗力不同，冷轧预复合板在成形过程中会向变形抗力较大的金属层弯曲。金属层叠板坯或冷轧预复合板对中不好或者偏中心线轧制时易发生侧弯和横向偏移，甚至出现金属层厚度不均匀等问题。不同材质的金属板坯在冷轧预复合过程中容易发生横向错位，导致冷轧预复合板出现“燕尾”现象。在后续热轧复合成形时，同样也可能出现因不同部位的受力不一致而产生侧弯和横向偏移等现象，并且由于不同金属的热膨胀系数不同，金属层状复合板倾向于朝热膨胀系数较小的金属层翘曲。上述问题的存在不仅会极大地影响金属层状复合板的板形质量，而且会降低金属层状复合板的界面结合强度，严重时甚至导致复合失败。

当进行冷轧预复合成形时，在冷轧机入口处沿金属层叠板坯宽度方向施加物理限制，有助于消除金属层叠板坯或冷轧预复合板的侧弯、横向偏移和错位等缺陷。在冷轧机出口处沿冷轧预复合板的厚度方向施加物理限制，可在一定程度上改善冷轧预复合板的弯曲等问题。但是，由于室温下冷轧预复合板的弹性模量较大，仅仅采取物理限制方法难以将冷轧预复合板完全矫直。因此，需要同时在冷轧机出口处沿轧向对冷轧预复合板施加前张力。物理限制和前张力的共同作用可以有效减轻甚至消除冷轧预复合板的弯曲和厚度不均匀等问题。现有的轧制导卫装置包括滑动导卫装置和滚动导卫装置两种，都能在轧制过程中对金属层叠板坯的水平方向施加物理限制，但却都不能对金属层叠板坯或冷轧预复合板的厚度方向施加约束以及长度方向施加张力。目前在对不成卷的单张金属层叠板坯进行冷轧预复合成形时，因现有导卫装置无法施加合适大小的张力，使得冷轧预复合成形所需临界压下量大，冷轧预复合板的界面复合质量不稳定，甚至造成冷轧预复合的失败，同时也极大地限制了金属层叠板坯的组坯金属种类和尺寸规格。

当进行热轧复合成形时，在热轧机入口处沿冷轧预复合板的宽度方向施加物理限制，可以防止金属层状复合板在热轧复合过程中发生侧弯和横向偏移。由于在高温时金属的塑性变形抗力较小，金属容易变形，所以在热轧机出口处沿金属层状复合板的厚度方向施加物理限制有助于消除金属层状复合板的翘曲问题，实现金属层状复合板的在线矫直，而无需再施加额外的张力。

因此，开发在冷轧预复合成形过程中同步实现宽度和厚度方向施加物理限制与长度方向提供可控张力，以及在热轧复合成形过程中实现宽度和厚度方向施加物理限制的约束装置与方法，对冷-热轧制复合成形金属层状复合板的板形控制和界面结合强度提升具有十分重要的意义。

发明内容

针对目前冷-热轧制复合法制备金属层状复合板时存在的板形缺陷、界面复合质量波动、组坯金属种类和尺寸规格较少等问题。本发明提出在冷轧机和热轧机的入口处与出口处分别安装约束装置或约束-张力装置，目的是通过提供一种金属层状复合板轧制成形约束系统与方法，解决冷-热轧制复合成形金属层状复合板过程中存在的侧弯、错位、横向偏移、弯曲、厚度不均匀、翘曲以及由此导致的界面结合质量波动等问题，获得板形良好的高质量金属层状复合板。

一种金属层状复合板轧制成形约束系统，由冷轧机入口约束装置、冷轧机出口约束-张力装置、热轧机入口约束装置和热轧机出口约束装置组成。冷轧机入口约束装置用于对金属层叠板坯施加宽度方向和厚度方向的约束力，解决冷轧过程中金属层叠板坯或冷轧预复合板的侧弯、复层和基层错位以及横向偏移等问题。冷轧机出口约束-张力装置用于对冷轧预复合板施加厚度方向的约束力以及长度方向的前张力，解决冷轧过程中冷轧预复合板的弯曲和厚度不均匀等问题。热轧机入口约束装置用于对冷轧预复合板施加宽度方向的约束力，解决热轧过程中金属层状复合板的侧弯和横向偏移等问题。热轧机出口约束装置用于对金属层状复合板施加厚度方向的约束力，解决热轧过程中金属层状复合板的翘曲等问题。

冷轧机入口约束装置由夹紧轴、丝杠、直线模组、升降机、升降座、手轮、顶板、立柱、压板、铜板、底板、轴和轴承组成。所述压板和所述底板的主体结构材料为碳钢。所述夹紧轴两个为一组共两组，垂直于所述压板和所述底板，用于对金属层叠板坯施加宽度方向的约束力，防止其发生横向偏移。所述直线模组通过所述丝杠控制所述夹紧轴水平运动，所述丝杠为双向丝杠，保证两组所述夹紧轴的运动位移大小相同、方向相反。所述立柱垂直固定于所述顶板和所述压板之间，所述压板由所述升降机控制沿所述立柱竖直运动，所述升降机位于所述顶板上，由所述手轮手动控制。所述底板和所述压板在竖直方向的对应位置均挖槽安装所述轴和所述轴承。所述轴位于所述底板的下部和所述压板的上部，与所述底板和所述压板通过螺栓柱固定，安装所述轴承用于防止所述底板和所述压板刮蹭金属层叠板坯。所述底板固定不动，所述底板上的所述轴承的高点与冷轧机下轧辊的高点高度相同。所述底板与冷轧机下轧辊接触部位为所述铜板，用于防止所述底板刮蹭冷轧机下轧辊。所述压板上下移动与所述底板一起夹紧金属层叠板坯，防止冷轧时金属层叠板坯的复层和基层分离。

冷轧机出口约束-张力装置由上卫板、支撑座、下卫板、气缸、拉钩、绳索、线轴、磁粉离合器、电机和红外信号感应器组成。所述上卫板和所述下卫板的主体结构材料为碳钢。所述下卫板固定不动，所述下卫板的头部为楔形且与冷轧机下轧辊之间为间隙配合，所述下卫板的上表面与冷轧机下轧辊的高点高度相同。所述支撑座和所述气缸的支撑底座固定于所述下卫板上。所述上卫板的头部为楔形，由所述气缸控制绕所述支撑座转动，转动角度范围为0-6°，用于控制所述上卫板的头部与冷轧机上轧辊实现间隙配合，并对金属层叠板坯施加厚度方向约束力将其导入所述上卫板和所述下卫板之间，防止冷轧预复合板过度弯曲。所述下卫板的尾端中部开槽放置所述拉钩，所述上卫板和所述下卫板将冷轧预复合板导入所述拉钩的夹口。所述下卫板靠近夹口的位置安有所述红外信号感应器，当冷轧预复合板进入所述拉钩夹口时所述红外信号感应器会探测到冷轧预复合板的红外信号，并控制所述电机带动所述线轴转动，所述线轴转动带动所述绳索拉动所述拉钩向前运动，所述拉钩的夹口则自动夹紧冷轧预复合板。所述磁粉离合器与所述线轴相连，通过控制所述线轴的扭矩控制前张力大小。冷轧机出口约束-张力装置通过对冷轧预复合板施加厚度方向的约束力和长度方向的前张力，可有效改善冷轧预复合板的弯曲和厚度不均匀等板形问题，降低冷轧的轧制力。

热轧机入口约束装置由螺栓、轴承座、底座和夹紧装置组成。所述底座的主体结构材料为310S不锈钢。所述夹紧装置共两组，由两个平行安装于所述轴承座内的耐高温轴承组成，由所述螺栓控制沿所述底座上的凹槽水平移动，对冷轧预复合板施加宽度方向的约束力，保证冷轧预复合板的对中性，解决热轧过程中金属层状复合板的侧弯问题。所述底座的中间加工一个凸台，防止所述轴承座刮蹭冷轧预复合板，所述凸台的宽度小于冷轧预复合板的宽度，所述凸台的高度与热轧机下轧辊的高点高度相同。

热轧机出口约束装置由顶卫板、支撑机构和底卫板组成。所述顶卫板和所述底卫板的主体结构材料为310S不锈钢。所述底卫板固定不动，其上表面与热轧机下轧辊的高点高度相同，其头部为楔形且与热轧机下轧辊之间为间隙配合。所述支撑机构固定于所述底卫板上。所述顶卫板的头部为楔形，通过螺栓杆控制绕所述支撑机构转动，转动角度范围为0-6°，其头部与热轧机上轧辊之间为间隙配合。所述顶卫板和所述底卫板对金属层状复合板施加厚度方向的约束力，防止金属层状复合板发生翘曲。

一种采用如上金属层状复合板轧制成形约束系统的约束方法，包括如下步骤：

步骤1：将金属层叠板坯放入冷轧机入口约束装置中，使其位于所述压板和所述底板之间，并处于轧制中心线上。

步骤2：通过所述直线模组控制所述丝杠旋转来控制所述夹紧轴发生水平运动，使所述夹紧轴水平约束金属层叠板坯。

步骤3：通过旋转所述手轮控制所述升降机，所述升降机带动所述升降座和所述压板一起竖直运动，使所述压板和所述底板竖直约束金属层叠板坯。

步骤4：金属层叠板坯经过冷轧机入口约束装置限位后进入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。

步骤5：金属层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过所述气缸控制所述上卫板转动将冷轧预复合板导入所述上卫板和所述下卫板之间，竖直约束冷轧预复合板。

步骤6：当冷轧预复合板进入所述拉钩后，所述红外信号感应器控制所述电机带动所述线轴转动，拖动所述拉钩自动夹紧冷轧预复合板并施加向前的张力。通过所述磁粉离合器控制所述线轴的扭矩来控制前张力的大小。

步骤7：将冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的所述底座上，调节所述螺栓控制所述夹紧装置水平约束冷轧预复合板。

步骤8：冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机的辊缝，进行热轧。

步骤9：冷轧预复合板热轧后进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制所述顶卫板转动将金属层状复合板导入所述顶卫板和所述底卫板之间，竖直约束金属层状复合板。

本发明具有以下优势：

1.冷轧机入口约束装置和热轧机入口约束装置采用轴承及导位辊分别对金属层叠板坯或冷轧预复合板进行限位，通过滚动摩擦约束金属层叠板坯或冷轧预复合板的运动，避免了冷轧时金属层叠板坯或冷轧预复合板刮蹭约束装置，延长了约束装置的使用寿命。

2.冷轧机出口约束-张力装置采用拉钩夹住冷轧预复合板向前拖动提供张力，并利用磁粉离合器控制电机的扭矩来控制张力大小，不仅可以对无法卷曲的冷轧预复合板施加张力，还可以调整张力大小，操作简单，便于工业应用。

3.热轧机入口约束装置利用轴承对冷轧预复合板进行限位，通过滚动摩擦约束冷轧预复合板的运动，避免热轧时冷轧预复合板刮蹭约束装置，提高了约束装置的使用寿命，而且结构简单，制造成本低。

4.热轧机出口约束装置利用顶卫板对热轧复合板限位，不仅可以矫直热轧复合板，防止热轧复合板翘曲，而且结构简单，操作灵活。

5.在冷轧机入口处对金属层叠板坯施加宽度方向和厚度方向的约束力，不仅能帮助金属层叠板坯按既定的方向准确、稳定地进入冷轧机辊缝，还有助于解决金属层叠板坯侧弯、横向偏移以及复层和基层错位等问题。在冷轧机出口处对冷轧预复合板施加张力可有效解决冷轧预复合板侧弯、弯曲和厚度不均匀等板形问题，降低冷轧预复合所需的轧制力，减小轧机负荷，提高冷轧机的使用寿命。

6.在热轧机入口处对冷轧预复合板施加宽度方向约束力可帮助冷轧预复合板按既定的方向和状态准确、稳定地进入热轧机辊缝。在热轧机出口处对金属层状复合板施加厚度方向约束力，此时热轧复合板的温度较高变形抗力小，对热轧复合板施加物理限制可以避免热轧复合板出现翘曲和瓢形等板形问题，省去了后续的矫直工序，工艺简单，流程短。

7.本发明约束方法有助于确保冷-热轧制复合成形过程顺畅，获得界面结合质量高、板形良好的金属层状复合板，且操作灵活，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的冷轧机入口约束装置示意图。其中，1为夹紧轴，2为丝杠，3为直线模组，4为升降机，5为升降座，6为手轮，7为顶板，8为立柱，9为压板，10为铜板，11为底板，12为轴，13为轴承。

图2为本发明的冷轧机出口约束-张力装置示意图。其中，14为上卫板，15为支撑座，16为下卫板，17为气缸，18为拉钩，19为绳索，20为线轴，21为磁粉离合器，22为电机。

图3为本发明的热轧机入口约束装置示意图。其中，23为螺栓，24为轴承座，25为凸台，26为夹紧装置，27为凹槽，28为底座。

图4为本发明的热轧机出口约束装置示意图。其中，29为顶卫板，30为支撑机构，31为底卫板。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出，本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的熟练技术人员可以根据上述本发明的内容做出非本质的改进和调整。

结合附图1、图2、图3和图4对本发明的金属层状复合板轧制成形约束系统具体说明如下：

一种金属层状复合板轧制成形约束系统，由冷轧机入口约束装置(图1)、冷轧机出口约束-张力装置(图2)、热轧机入口约束装置(图3)和热轧机出口约束装置(图4)组成。冷轧机入口约束装置(图1)用于对金属层叠板坯施加宽度方向和厚度方向的约束力，解决冷轧过程中金属层叠板坯或冷轧预复合板的侧弯、复层和基层错位以及横向偏移等问题。冷轧机出口约束-张力装置(图2)用于对冷轧预复合板施加厚度方向的约束力以及轧向的前张力，解决冷轧过程中冷轧预复合板的弯曲和厚度不均匀等问题。热轧机入口约束装置(图3)用于对冷轧预复合板施加宽度方向的约束力，解决热轧过程中金属层状复合板的侧弯和横向偏移等问题。热轧机出口约束装置(图4)用于对金属层状复合板施加厚度方向的约束力，解决热轧过程中金属层状复合板的翘曲等问题。

冷轧机入口约束装置(图1)由夹紧轴1、丝杠2、直线模组3、升降机4、升降座5、手轮6、顶板7、立柱8、压板9、铜板10、底板11、轴12和轴承13组成。压板9和底板11的主体结构材料为碳钢。夹紧轴1两个为一组共两组，垂直于压板9和底板11，用于对金属层叠板坯施加宽度方向的约束力，防止金属层叠板坯发生横向偏移。直线模组3通过丝杠2控制夹紧轴1水平运动，丝杠2为双向丝杠，保证两组夹紧轴1的运动位移大小相同、方向相反。立柱8垂直固定于顶板7和压板9之间，压板9由升降机4控制沿立柱8竖直运动，升降机4位于顶板7上，由手轮6手动控制。底板11和压板9的对应位置开矩形槽用于安装轴12和轴承13。轴12位于底板11下部和压板9上部，轴12上安装轴承13后两端与底板11和压板9用螺栓柱固定，轴承13用于防止底板11和压板9刮蹭金属层叠板坯。底板11固定不动，底板11上轴承13的高点与冷轧机下轧辊的高点高度相同。底板11与冷轧机下轧辊接触部位为铜板10，防止底板11刮蹭冷轧机下轧辊。压板9上下移动与底板11一起夹紧金属层叠板坯，防止冷轧时金属层叠板坯的复层和基层发生分离。

冷轧机出口约束-张力装置(图2)由上卫板14、支撑座15、下卫板16、气缸17、拉钩18、绳索19、线轴20、磁粉离合器21和电机22组成。上卫板14和下卫板16的主体结构材料为碳钢。下卫板16固定不动，下卫板16的头部为楔形且与冷轧机下轧辊之间为间隙配合，下卫板16的上表面与冷轧机下轧辊的高点高度相同。支撑座15和气缸17的支撑底座固定于下卫板16上。上卫板14的头部为楔形，由气缸17控制绕支撑座15转动，转动角度范围为0-6°，用于控制上卫板14的头部与冷轧机上轧辊实现间隙配合，并对金属层叠板坯施加厚度方向约束力将其导入上卫板14和下卫板16之间，防止冷轧预复合板发生过度弯曲。下卫板16尾端中部开槽放置拉钩18，上卫板14和下卫板16将冷轧预复合板导出进入拉钩18的夹口，拉钩18自动夹紧冷轧预复合板。电机22带动线轴20转动，线轴20转动带动绳索19拉动拉钩18向前运动。磁粉离合器21与线轴20相连，通过控制线轴20的扭矩来控制对绳索19施加的前张力大小。冷轧机出口约束-张力装置(图2)通过对冷轧预复合板施加厚度方向的约束和轧制方向的前张力，可有效改善冷轧预复合板的弯曲和厚度不均匀等板形问题，降低轧制力。

热轧机入口约束装置(图3)由螺栓23、轴承座24、凸台25、夹紧装置26、凹槽27和底座28组成。底座28的主体结构材料为310S不锈钢。夹紧装置26共两组，由两个平行安装于轴承座24内的耐高温轴承组成，由螺栓23控制沿底座28上的凹槽27水平移动，用于对冷轧预复合板施加宽度方向的约束力，保证冷轧预复合板对中，解决热轧过程中金属层状复合板的侧弯问题。底座28的中间加工一个凸台25，防止轴承座24刮蹭冷轧预复合板，凸台25的宽度小于冷轧预复合板的宽度，凸台25的高度与热轧机下轧辊的高点高度相同。

热轧机出口约束装置(图4)由顶卫板29、支撑机构30和底卫板31组成。顶卫板29和底卫板31的主体结构材料为310S不锈钢。底卫板31固定不动，其上表面与热轧机下轧辊的高点高度相同，其头部为楔形且与热轧机下轧辊之间为间隙配合。支撑机构30固定于底卫板31上。顶卫板29的头部为楔形，通过螺栓杆控制绕支撑机构30转动，转动角度范围为0-6°，其头部与热轧机上轧辊之间为间隙配合。顶卫板29和底卫板31对金属层状复合板施加厚度方向的约束力，防止金属层状复合板出现翘曲或瓢形等板形问题。

实施例1：

冷-热轧制复合成形TA1钛/Q235钢层状复合板。

复层TA1钛板的厚度为1mm、宽度为400mm，基层Q235钢板的厚度为5mm、宽度为400mm。将TA1钛板和Q235钢板的待复合表面处理后组坯，接着将TA1钛/Q235钢层叠板坯的钢面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对TA1钛/Q235钢层叠板坯水平限位。接着旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧TA1钛/Q235钢层叠板坯，对TA1钛/Q235钢层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的TA1钛/Q235钢层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。TA1钛/Q235钢层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将TA1钛/Q235钢冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间。TA1钛/Q235钢冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当TA1钛/Q235钢冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧TA1钛/Q235钢冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对TA1钛/Q235钢冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的TA1钛/Q235钢冷轧预复合板。将TA1钛/Q235钢冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束TA1钛/Q235钢冷轧预复合板，TA1钛/Q235钢冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后TA1钛/Q235钢层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将TA1钛/Q235钢层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量TA1钛/Q235钢层状复合板。

实施例2：

冷-热轧制复合成形3003/6061铝合金层状复合板。

复层3003铝板的厚度为3mm、宽度为350mm，基层6061铝板的厚度为6mm、宽度为350mm。将3003铝板和6061铝板的待复合表面处理后组坯，接着将3003/6061铝合金层叠板坯的6061铝面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对3003/6061铝合金层叠板坯水平限位。再旋转手轮6控制升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧3003/6061铝合金层叠板坯，对3003/6061铝合金层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的3003/6061铝合金层叠板坯送入冷轧机进行冷轧预复合。3003/6061铝合金层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将3003/6061铝合金冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间，3003/6061铝合金冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当3003/6061铝合金冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧3003/6061铝合金冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对3003/6061铝合金冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的3003/6061铝合金冷轧预复合板。3003/6061铝合金冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束3003/6061铝合金冷轧预复合板，3003/6061铝合金冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后3003/6061铝合金层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将3003/6061铝合金层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间，对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量3003/6061铝合金层状复合板。

实施例3：

冷-热轧制复合成形3003/6061/3003铝合金层状复合板。

复层3003铝板的厚度均为2mm、宽度均为350mm，基层6061铝板的厚度为5mm、宽度为350mm。将3003铝板和6061铝板的待复合表面处理后，按照3003/6061/3003的顺序叠合组坯，接着将3003/6061/3003铝合金层叠板坯放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1横向水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离使其与3003/6061/3003铝合金层叠板坯宽度相同，水平限位3003/6061/3003铝合金层叠板坯。再旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧3003/6061/3003铝合金层叠板坯，通过压板9与底板11竖直约束3003/6061/3003铝合金层叠板坯。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的3003/6061/3003铝合金层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。3003/6061/3003铝合金层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间，3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板。将3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的底座28中间的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板，3003/6061/3003铝合金冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后3003/6061/3003铝合金层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将3003/6061/3003铝合金层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间，对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量3003/6061/3003铝合金层状复合板。

实施例4：

冷-热轧制复合成形1060铝/Q235钢层状复合板。

复层1060铝板的厚度为1mm、宽度为300mm，基层Q235钢板的厚度为2mm、宽度为300mm。将1060铝板和Q235钢板的待复合表面处理后组坯，接着将1060铝/Q235钢层叠板坯的钢面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1横向水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离使其与1060铝/Q235钢层叠板坯宽度相同，水平限位1060铝/Q235钢层叠板坯。再旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧1060铝/Q235钢层叠板坯，通过压板9与底板11竖直约束1060铝/Q235钢层叠板坯。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的1060铝/Q235钢层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。1060铝/Q235钢层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将1060铝/Q235钢冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间，1060铝/Q235钢冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当1060铝/Q235钢冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧1060铝/Q235钢冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对1060铝/Q235钢冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的1060铝/Q235钢冷轧预复合板。1060铝/Q235钢冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的底座28中间的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束1060铝/Q235钢冷轧预复合板，1060铝/Q235钢冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机的辊缝，进行热轧。热轧后1060铝/Q235钢层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过所述螺栓杆控制顶卫板29转动将1060铝/Q235钢层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间，对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量1060铝/Q235钢层状复合板。

实施例5：

冷-热轧制复合成形T2铜/1060铝层状复合板。

复层T2铜板的厚度为1mm、宽度为500mm，基层1060铝板的厚度为5mm、宽度为500mm。将1060铝板和T2铜板的待复合表面处理后组坯，接着将T2铜/1060铝层叠板坯的铝面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1横向水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离使其与T2铜/1060铝层叠板坯宽度相同，水平限位T2铜/1060铝层叠板坯。再旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧T2铜/1060铝层叠板坯，通过压板9与底板11竖直约束T2铜/1060铝层叠板坯。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的T2铜/1060铝层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。T2铜/1060铝层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将T2铜/1060铝冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间，T2铜/1060铝冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当T2铜/1060铝冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧T2铜/1060铝冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对T2铜/1060铝冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的T2铜/1060铝冷轧预复合板。将T2铜/1060铝冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束T2铜/1060铝冷轧预复合板，T2铜/1060铝冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后T2铜/1060铝层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过所述螺栓杆控制顶卫板29转动将T2铜/1060铝层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间，对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量T2铜/1060铝层状复合板。

实施例6：

冷-热轧制复合成形TA1钛/304不锈钢层状复合板。

待复合面为波纹状的复层TA1钛板的厚度为1mm、宽度为400mm，待复合面为波纹状的基层304不锈钢板的厚度为5mm、宽度为400mm。将TA1钛板和304不锈钢板的待复合表面处理后啮合组坯，接着将TA1钛/304不锈钢层叠板坯的304不锈钢面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对TA1钛/304不锈钢层叠板坯水平限位。再旋转手轮6控制升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧TA1钛/304不锈钢层叠板坯，对TA1钛/304不锈钢层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的TA1钛/304不锈钢层叠板坯送入冷轧机进行冷轧预复合。TA1钛/304不锈钢层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间，TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板。TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板，TA1钛/304不锈钢冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后TA1钛/304不锈钢层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将TA1钛/304不锈钢层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间，对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量TA1钛/304不锈钢层状复合板。

实施例7：

冷-热轧制复合成形TA1钛/1060铝层状复合板。

待复合面为波纹状的复层TA1钛板的厚度为1mm、宽度为500mm，待复合面为波纹状的基层1060铝板的厚度为5mm、宽度为500mm。将TA1钛板和1060铝板的待复合表面处理后啮合组坯，接着将TA1钛/1060铝层叠板坯的1060铝面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对TA1钛/1060铝层叠板坯水平限位。接着旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧TA1钛/1060铝层叠板坯，对TA1钛/1060铝层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的TA1钛/1060铝层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。TA1钛/1060铝层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将TA1钛/1060铝冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间。TA1钛/1060铝冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当TA1钛/1060铝冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧TA1钛/1060铝冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对TA1钛/1060铝冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的TA1钛/1060铝冷轧预复合板。将TA1钛/1060铝冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束TA1钛/1060铝冷轧预复合板，TA1钛/1060铝冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后TA1钛/1060铝层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将TA1钛/1060铝层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量TA1钛/1060铝层状复合板。

实施例8：

冷-热轧制复合成形316L不锈钢/Q235钢层状复合板。

待复合面为波纹状的复层316L不锈钢板的厚度为1mm、宽度为400mm，待复合面为波纹状的基层Q235钢板的厚度为5mm、宽度为400mm。将316L不锈钢板和Q235钢板的待复合表面处理后啮合组坯，接着将316L不锈钢/Q235钢层叠板坯的Q235钢面朝下放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对316L不锈钢/Q235钢层叠板坯水平限位。接着旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧316L不锈钢/Q235钢层叠板坯，对316L不锈钢/Q235钢层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的316L不锈钢/Q235钢层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。316L不锈钢/Q235钢层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间。316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板。将316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板，316L不锈钢/Q235钢冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后316L不锈钢/Q235钢层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将316L不锈钢/Q235钢层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量316L不锈钢/Q235钢层状复合板。

实施例9：

冷-热轧制复合成形20#钢/纯镁/20#钢层状复合板。

复层20#钢板的厚度均为1mm、宽度均为400mm，基层纯镁板的厚度为5mm、宽度为400mm。将20#钢板和纯镁板的待复合表面处理后组坯，按照20#钢/纯镁/20#钢的顺序叠合组坯，接着将20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯放入冷轧机入口约束装置的压板9和底板11之间。然后通过直线模组3控制丝杠2旋转来控制两组夹紧轴1水平运动，调整两组夹紧轴1的水平距离对20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯水平限位。接着旋转手轮6控制升降机4，升降机4带动升降座5和压板9一起竖直运动，使压板9压紧20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯，对20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯竖直限位。接着，将经过冷轧机入口约束装置限位的20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯送入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合。20#钢/纯镁/20#钢层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸17控制上卫板14绕支撑座15转动将20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板导入上卫板14和下卫板16之间。20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板经上卫板14和下卫板16竖直约束后进入拉钩18的夹口，下卫板靠近夹口的位置安有红外信号感应器。当20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板进入拉钩18后，红外信号感应器控制电机22带动线轴20转动，进而拖动拉钩18向前运动，与此同时，拉钩18自动夹紧20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板。通过磁粉离合器21控制线轴20的扭矩来控制拉钩18的拉力，对20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板施加大小可控的前张力，制备获得板形平直的20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板。将20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台25上，调节螺栓23控制夹紧装置24水平约束20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板，20#钢/纯镁/20#钢冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧。热轧后20#钢/纯镁/20#钢层状复合板进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板29转动将20#钢/纯镁/20#钢层状复合板导入顶卫板29和底卫板31之间对其施加竖直约束。最终获得板形平直的高质量20#钢/纯镁/20#钢层状复合板。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，由冷轧机入口约束装置、冷轧机出口约束-张力装置、热轧机入口约束装置和热轧机出口约束装置组成，

其中，所述冷轧机出口约束-张力装置，由上卫板、支撑座、下卫板、气缸、拉钩、绳索、线轴、磁粉离合器、电机和红外信号感应器组成，

其中，所述下卫板固定不动，所述下卫板的头部为楔形且与冷轧机下轧辊之间为间隙配合，所述下卫板的上表面与冷轧机下轧辊的高点高度相同；所述支撑座和所述气缸的支撑底座固定于所述下卫板上；所述上卫板头部为楔形，由所述气缸控制绕所述支撑座转动，转动角度范围为0-6°；所述下卫板的尾端中部开槽放置所述拉钩，所述下卫板尾端靠近所述拉钩的位置安有所述红外信号感应器；所述电机能够带动所述线轴转动，进而通过所述绳索拉动所述拉钩对冷轧预复合板施加前张力；所述磁粉离合器与所述线轴相连，通过控制所述线轴的扭矩控制前张力大小。

2.如权利要求1所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述冷轧机入口约束装置由夹紧轴、丝杠、直线模组、升降机、升降座、手轮、顶板、立柱、压板、铜板、底板、轴和轴承组成。

3.如权利要求2所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述夹紧轴两个为一组共两组，垂直于所述压板和所述底板；所述直线模组通过所述丝杠控制所述夹紧轴水平运动，所述丝杠为双向丝杠，保证两组所述夹紧轴的运动位移大小相同、方向相反；所述立柱垂直固定于所述顶板和所述压板之间，所述压板由所述升降机控制沿所述立柱竖直运动，所述升降机位于所述顶板上，由所述手轮控制；所述底板和所述压板在竖直方向的对应位置均挖槽安装所述轴和所述轴承；所述轴位于所述底板的下部和所述压板的上部，两端用螺栓与所述底板和所述压板固定；所述底板固定不动，所述底板上的所述轴承的高点与冷轧机下轧辊的高点高度相同；所述底板与冷轧机下轧辊接触部位为所述铜板。

4.如权利要求1所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述热轧机入口约束装置，由螺栓、轴承座、夹紧装置和底座组成。

5.如权利要求4所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述夹紧装置共两组，由两个平行安装于所述轴承座内的耐高温轴承组成，由所述螺栓控制沿所述底座上的凹槽水平移动；所述底座的中间加工一个凸台，所述凸台的宽度小于冷轧预复合板的宽度，所述凸台的高度与热轧机下轧辊的高点高度相同。

6.如权利要求1所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述热轧机出口约束装置，由顶卫板、支撑机构和底卫板组成。

7.如权利要求6所述的金属层状复合板轧制成形约束系统，其特征在于，所述底卫板固定不动，其上表面与热轧机下轧辊的高点高度相同，其头部为楔形与热轧机下轧辊之间为间隙配合；所述支撑机构固定于所述底卫板上；所述顶卫板的头部为楔形，通过螺栓杆控制绕所述支撑机构转动，转动角度范围为0-6°，其头部与热轧机上轧辊之间为间隙配合。

8.一种金属层状复合板轧制成形约束方法，其特征在于，所述金属层状复合板轧制成形约束方法基于金属层状复合板轧制成形约束系统进行操作，所述金属层状复合板轧制成形约束系统由冷轧机入口约束装置、冷轧机出口约束-张力装置、热轧机入口约束装置和热轧机出口约束装置组成，

其中，所述冷轧机出口约束-张力装置，由上卫板、支撑座、下卫板、气缸、拉钩、绳索、线轴、磁粉离合器、电机和红外信号感应器组成；

其中，所述冷轧机入口约束装置由夹紧轴、丝杠、直线模组、升降机、升降座、手轮、顶板、立柱、压板、铜板、底板、轴和轴承组成；

其中，所述热轧机入口约束装置，由螺栓、轴承座、夹紧装置和底座组成；

其中，所述热轧机出口约束装置，由顶卫板、支撑机构和底卫板组成，

其中，所述金属层状复合板轧制成形约束方法包括如下步骤：

步骤1：将金属层叠板坯放入冷轧机入口约束装置中，使其位于压板和底板之间，并处于轧制中心线上；

步骤2：通过直线模组控制丝杠旋转来控制夹紧轴发生横向水平运动，使夹紧轴水平约束金属层叠板坯；

步骤3：通过旋转手轮控制升降机，升降机带动升降座和压板一起竖直运动，使压板和底板竖直约束金属层叠板坯；

步骤4：金属层叠板坯经过冷轧机入口约束装置限位后进入冷轧机的辊缝，进行冷轧预复合；

步骤5：金属层叠板坯经冷轧预复合后进入冷轧机出口约束-张力装置，通过气缸控制上卫板转动将冷轧预复合板导入上卫板和下卫板之间，竖直约束冷轧预复合板；

步骤6：当冷轧预复合板进入拉钩后，红外信号感应器控制电机带动线轴转动，拖动拉钩自动夹紧冷轧预复合板并施加向前的张力，通过磁粉离合器控制线轴的扭矩来控制前张力的大小；

步骤7：将冷轧预复合板加热后送入热轧机入口约束装置的凸台上，调节螺栓控制夹紧装置水平约束冷轧预复合板；

步骤8：冷轧预复合板经热轧机入口约束装置限位后进入热轧机热轧；

步骤9：冷轧预复合板热轧后进入热轧机出口约束装置，通过螺栓杆控制顶卫板转动将金属层状复合板导入顶卫板和底卫板之间，竖直约束金属层状复合板。

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