CN118002625B - 一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法、装置及设备，涉及冶金设备部件加工技术领域，用于解决在轧制过程中出现表面粗糙度偏大、纹理明显及机械性能各向异性大的问题。包括：基于获取的总压下率及设定的压下率百分比，计算第一压下率和第二压下率；根据第一压下率及获取的毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；根据第二压下率、毛化辊轧后带材表面粗糙度及抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度，与最终带材表面粗糙度间的差值小于预设计算精度时，得到目标带材表面粗糙度及目标压下率。本发明计算的压下率能改善带材表面粗糙度、提高带材拉伸强度和延伸率并减弱其各向异性。
Description
技术领域
本发明涉及冶金设备部件加工技术领域，尤其涉及一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法、装置及设备。
背景技术
极薄不锈钢带是指厚度小于0.1mm的不锈钢带，被广泛应用于微/纳米制造领域，通过机械微加工、激光冲击加工和离子束加工等方法对其进行加工能够获得复杂的MEMS微器件和光学零件，如微传感器、微反应器和燃料电池集流板等。极薄不锈钢带一般是利用二十辊轧机轧制而成，但在轧制过程中极容易出现表面粗糙度偏大、纹理明显、机械性能各向异性大等问题，严重影响到下游微型零件加工的质量和精度。
极薄不锈钢带表面形貌主要由工作辊表面转印而来，且带材越薄，带材表面形貌峰高与带材厚度比值越大，表层晶粒状态对带材机械性能的影响越为明显。因此，极薄不锈钢带轧制过程中工作辊表面形貌对成品带材的表面质量与机械性能起着至关重要的作用，且越接近成品的道次，作用越为凸显。
因此，亟需提供一种更为可靠的不锈钢带改性轧制压下率确定方案来提高成品带材的表面质量与机械性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法、装置及设备，用于解决现有技术中在轧制过程中极易出现表面粗糙度偏大、纹理明显以及机械性能各向异性大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法，方法包括：
获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；
基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；
根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
与现有技术相比，本发明提供的一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法，通过获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；基于总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；根据第一压下率以及毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；根据第二压下率、毛化辊轧后带材表面粗糙度以及抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；当抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。本发明中的方法，在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次利用表面粗糙的毛化轧辊，基于计算得到的第一压下率进行轧制，破坏带材表面纹理，并且通过提高辊和带之间的摩擦力，使晶粒细化，织构减弱；然后在倒数第一道次使用抛光轧辊，利用第二压下率将毛化轧辊造成的微凸体压平，降低带材表面粗糙度，消除表面纹理，改善表面质量，即利用毛化轧辊和抛光轧辊，在合适的压下率下对极薄不锈钢带进行轧制，在改善带材表面粗糙度的同时，提高带材拉伸强度和延伸率并减弱其各向异性，从而提高极薄不锈钢带表面质量和机械性能。
第二方面，本发明提供一种不锈钢带改性轧制压下率确定装置，装置包括：
数据获取模块，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；
初始压下率确定模块，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；
毛化辊轧后带材表面粗糙度计算模块，用于根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
抛光辊轧后带材表面粗糙度计算模块，用于根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
目标带材表面粗糙度以及目标压下率确定模块，用于当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
第三方面，本发明提供一种不锈钢带改性轧制压下率确定设备，设备包括：
通信单元/通信接口，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；
处理单元/处理器，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；
根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
第二方面提供的装置类方案、第三方面提供的设备类方案所实现的技术效果与第一方面提供的方法类方案相同，此处不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法流程示意图；
图2为毛化轧辊和抛光轧辊轧制时压下率计算流程图；
图3a和3b分别为实例1和对比例1轧制后极薄不锈钢带表面形貌轮廓图；
图4a和4b分别为实例2和对比例2轧制后极薄不锈钢带表面形貌轮廓图；
图5为机械性能拉伸试样选取方法示意图；
图6a和6b分别为实例1和对比例1轧制后极薄不锈钢带沿轧制方向、对角方向和宽度方向应力应变曲线示意图；
图7a和图7b分别为实例2和对比例2轧制后极薄不锈钢带沿轧制方向、对角方向和宽度方向应力应变曲线示意图；
图8为发明提供的一种不锈钢带改性轧制压下率确定装置结构示意图；
图9为发明提供的一种不锈钢带改性轧制压下率确定设备结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
现有技术中，都是采用毛化轧辊获得成品之后，才进行抛光轧辊，效率低且无法将毛化轧辊造成的微凸体压平，消除表面纹理，不能满足在改善带材表面粗糙度的同时，提高带材拉伸强度和延伸率并减弱其各向异性。极薄不锈钢带轧制过程中工作辊表面形貌对成品带材的表面质量与机械性能起着至关重要的作用，且越接近成品的道次，作用越为凸显。
因此，本发明在倒数第二道次利用表面粗糙的毛化轧辊，破坏带材表面纹理，并且通过提高辊和带之间的摩擦力，使晶粒细化，织构减弱。然后在倒数第一道次使用抛光轧辊将毛化轧辊造成的微凸体压平，降低带材表面粗糙度，消除表面纹理，改善表面质量。最终达到提高极薄不锈钢带表面质量和机械性能的目的。接下来，结合附图对本说明书实施例提供的方案进行说明：
如图1所示，该流程可以包括以下步骤：
步骤110：获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据。
极薄不锈钢带是指厚度小于0.1mm的不锈钢带，一般是利用二十辊轧机轧制而成，比如：可以是工作辊直径16mm的二十辊轧机生产成品厚度小于0.1mm的极薄不锈钢带。毛化轧辊指粗糙度Sa为1.0～1.5μm 的工作辊，抛光轧辊指粗糙度Sa小于0.1μm 的工作辊。
步骤120：基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率。
步骤130：根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度。
第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程。第一压下率是在成品轧程倒数第二道次使用毛化轧辊进行轧制时采用的压下率；第二压下率是在成品轧程最后一道次使用抛光轧辊进行轧制时采用的压下率。
毛化轧辊轧制时，压下率越大，轧后带材机械强度提高越大，机械性能均匀性越好，但带材表面粗糙度也越大。抛光辊轧制时，压下率越大，轧后带材表面粗糙度越小，步骤130中是根据总压下率确定的了最后两道次对应的初始压下率。
步骤140：根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程。
根据初始压下率确定倒数第二道次用毛化轧辊，倒数第一道次用抛光轧辊对应的带材表面粗糙度。
步骤150：当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度，则确定根据总压下率确定的初始压下率就是目标压下率，在目标压下率下，才能在满足粗糙度要求的同时，提高轧后极薄不锈钢带抗拉强度和延伸率，并且显著减弱表面纹理和机械性能各向异性。
图1中的方法，通过获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；基于总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；根据第一压下率以及毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；根据第二压下率、毛化辊轧后带材表面粗糙度以及抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；当抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。本发明中的方法，在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次利用表面粗糙的毛化轧辊，基于计算得到的第一压下率进行轧制，破坏带材表面纹理，并且通过提高辊和带之间的摩擦力，使晶粒细化，织构减弱；然后在倒数第一道次使用抛光轧辊，利用第二压下率将毛化轧辊造成的微凸体压平，降低带材表面粗糙度，消除表面纹理，改善表面质量，即利用毛化轧辊和抛光轧辊，在合适的压下率下对极薄不锈钢带进行轧制，在改善带材表面粗糙度的同时，提高带材拉伸强度和延伸率并减弱其各向异性，从而提高极薄不锈钢带表面质量和机械性能。采用本发明的技术方案，能够在满足粗糙度要求的同时，提高轧后极薄不锈钢带抗拉强度和延伸率，并且显著减弱表面纹理和机械性能各向异性，使产品更好的应用于实际生产。
基于图1的方法，本说明书实施例还提供了该方法的一些具体实施方式，下面进行说明。
可选的，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率之后，还可以包括：
以最终带材表面粗糙度值为控制目标，在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次，利用毛化轧辊基于所述目标压下率中的第一压下率对带材进行轧制；
在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次，利用抛光轧辊基于所述目标压下率中的第二压下率对带材进行轧制。
本发明目的是利用毛化轧辊和抛光轧辊，在合适的压下率下对极薄不锈钢带进行轧制，在改善带材表面粗糙度的同时，提高带材拉伸强度和延伸率并减弱其各向异性。通过本发明对工业生产极薄不锈钢带过程中，提高带材表面质量和机械性能具有重要意义。针对极薄不锈钢带，通过合理的选择成品轧程最后两道次的压下率，在成品轧程倒数第二道次使用毛化轧辊进行轧制，在最后一道次使用抛光轧辊进行轧制。
毛化轧辊轧制时，压下率越大，轧后带材机械强度提高越大，机械性能均匀性越好，但带材表面粗糙度也越大。抛光辊轧制时，压下率越大，轧后带材表面粗糙度越小。因此，为降低极薄不锈钢带的机械性能各向异性，应尽可能增大毛化辊轧制的压下率，同时，为保证最终带材表面粗糙度满足要求，应尽可能增大抛光辊轧制的压下率。为此，以提高成品表面质量同时兼顾机械性能为目标，设定毛化轧辊轧制时压下率不超过最后两道次总压下率的50%，即r1≤0.5r；
具体地，如图2所示，在计算最终的目标压下率时，对应的方法流程是：
设定k=0.5；k表示最后两道次总压下率的百分比；计算初始压下率中的第一压下率r1=k·r；计算毛化辊轧后带材表面粗糙度Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）；其中，Sa0为毛化辊轧制前带材表面粗糙度，其值应小于0.8μm，Tr1为轧制过程中第一粗糙度转印率，计算公式为：；SaTR表示毛化辊轧的表面粗糙度；
计算初始压下率中的第二压下率r2=r-r1；
计算抛光辊轧后带材表面粗糙度Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1），其中，Tr2为轧制过程中第二粗糙度转印率，计算公式为：；SaPR表示抛光辊轧的表面粗糙度；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，极薄带最终表面粗糙度Sa不大于0.8μm；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，毛化轧辊和抛光轧辊两个道次的总压下率r不大于30%；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，对工作轧辊进行磨削加工，得到三维表面粗糙度SaGR为0.4-0.8μm的磨削轧辊；
可选的，对倒数第二道次中所使用磨削轧辊进行毛化加工，得到三维表面粗糙度SaTR为1.0-1.5μm的毛化轧辊；
可选的，对倒数第一道次中所使用磨削轧辊进行抛光加工，得到三维表面粗糙度SaPR小于0.1μm的抛光轧辊；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，轧制速度不大于30m/min；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，选用合成轧制油，40℃时粘度为8.2mm²/s；
可选的，在上述提高极薄不锈钢带表面形貌和机械性能的轧制方法中，极薄不锈钢带的宽度为150mm-220mm。
接下来，以两个实施例对本发明的技术方案进行说明：
实施例1
目标成品厚度为0.06mm，宽度为150mm，表面粗糙度Sa=0.45μm，材料为304不锈钢时，对应的方案为：
首先，在外圆磨床上分别选用120#和320#金刚石砂轮对D2合金工具钢轧辊进行粗磨和精磨。粗磨过程中，砂轮线速度为18m/s，轧辊转速为24rpm；精磨过程中，砂轮线速度为14m/s，轧辊转速为20rpm。获得表面粗糙度为0.59μm的磨削轧辊。
毛化轧辊制备方法：对磨削加工后的轧辊进行抛丸毛化，抛丸毛化时颗粒直径为0.6mm，压缩空气压力0.6MPa，轧辊转速60rpm，每根轧辊喷砂时间10min。获得表面粗糙度为1.322μm的毛化轧辊；
抛光轧辊制备方法：对磨削加工后的轧辊进行机械抛光，抛光加工时选择800#的细金刚石砂轮对磨削轧辊进行4道次研磨，轧辊转速13rpm，砂轮线速度为15m/s。获得表面粗糙度为0.083μm的抛光轧辊；
利用工作辊直径为16mm的森吉米尔二十辊轧机，对表面粗糙度为0.685μm、厚度0.072mm、宽度150mm的固溶退火态304不锈钢卷，进行成品轧程轧制。在成品轧程中，使用毛化轧辊和抛光轧辊进行两道次轧制，得到成品为0.06mm的304极薄不锈钢带。
毛化辊表面粗糙度SaTR=1.322μm，抛光辊表面粗糙度SaPR=0.083μm，带材初始粗糙度Sa0=0.685μm，最终粗糙度Sa=0.5μm，两道次总压下率r=17.81%，毛化轧辊和抛光轧辊轧制时的压下率计算步骤：
步骤1：设定k=0.5；
步骤2：r1=k·r=0.0891；
步骤3：毛化辊粗糙度转印率，=0.5369；
毛化辊轧后带材表面粗糙度Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）=1.027μm；
步骤4：r2=r-r1=0.089；
步骤5：抛光辊轧制时转印率，=0.5768；抛光辊轧后带材表面粗糙度Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）=0.4825μm；
步骤6：计算精度ε设为0.0001，不等式|Sa2-Sa|=0.0325<ε不成立，令k=k-0.001，转入步骤2；
步骤7：经过累加计算后，得到r1=0.0623，r2=0.1158时，Sa2=0.449997μm，|Sa2-Sa|=3×10-6<ε成立。
根据计算得到的压下率，在成品轧程中第1道次使用毛化轧辊轧制，第2道次使用抛光轧辊轧制，工艺参数如下表所示。
实施例2
目标成品厚度为0.02mm，宽度为200mm，表面粗糙度Sa=0.4μm，材料为316L不锈钢时，对应的技术方案为：
首先，在外圆磨床上分别选用120#和320#金刚石砂轮对M2高速工具钢轧辊进行粗磨和精磨。粗磨过程中，砂轮线速度为20m/s，轧辊转速为26rpm；精磨过程中，砂轮线速度为14m/s，轧辊转速为18rpm。获得表面粗糙度为0.53μm的磨削轧辊；
毛化轧辊制备方法：对磨削加工后的轧辊进行抛丸毛化，抛丸毛化时颗粒直径为0.8mm，压缩空气压力0.4MPa，轧辊转速60rpm，每根轧辊喷砂时间8min。获得表面粗糙度为1.172μm的毛化轧辊；
抛光轧辊制备方法：对磨削加工后的轧辊进行机械抛光，抛光加工时选择800#的细金刚石砂轮对磨削轧辊进行5道次研磨，轧辊转速15rpm，砂轮线速度为16m/s。获得表面粗糙度0.075μm的抛光轧辊；
利用工作辊直径为16mm的森吉米尔二十辊轧机，对厚度0.05mm、宽度200mm的溶退火处理后316L不锈钢卷，进行成品轧程轧制。在成品轧程中采用6道次，第1～4道次使用磨削轧辊，第5道次使用毛化轧辊，第6道次使用抛光轧辊，最终将带材轧制至0.02mm。
毛化辊表面粗糙度SaTR=1.172μm，抛光辊表面粗糙度SaPR=0.075μm，带材初始粗糙度Sa0=0.524μm，最终粗糙度Sa=0.4μm，两道次总压下率r=13.04%，毛化轧辊和抛光轧辊轧制时的压下率计算步骤：
步骤1：设定k=0.5；
步骤2：r1=k·r=0.0652；
步骤3：毛化辊粗糙度转印率，=0.526；毛化辊轧后带材表面粗糙度Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）=0.8649μm；
步骤4：r2=r-r1=0.0652；
步骤5：抛光辊轧制时转印率，=0.5309，抛光辊轧后带材表面粗糙度Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）=0.4455μm；
步骤6：计算精度ε设为0.0001，不等式|Sa2-Sa|=0.0455<ε不成立，令k=k-0.001，转入步骤2；
步骤7：经过累加计算后，得到r1=0.0383，r2=0.0921时，Sa2=0.400038μm，|Sa2-Sa|=0.000038<ε成立。
根据计算得到的压下率，在成品轧程中第5道次使用毛化轧辊轧制，第6道次使用抛光轧辊轧制，工艺参数如下表所示。
比较实施例一：用于实施例一相同方式轧制极薄不锈钢带，不同之处在于成品轧程第1道次和第2道次均使用磨削轧辊，粗糙度分别为0.43μm和0.57μm。
比较实施例二：用于实施例二相同方式轧制极薄不锈钢带，不同之处在于成品轧程第5道次和第6道次均使用磨削轧辊，粗糙度分别为0.51μm和0.64μm。
在性能评估时，对于实施例及比较实施例中制造的极薄不锈钢带表面粗糙度和机械性能进行评估。评估项目及方法如下：
a. 表面粗糙度算术平均高度Sa(单位：μm）；
使用激光扫描显微镜，根据GB/T33523-2017标准测定极薄不锈钢带表面粗糙度算术平均高度Sa。图3a及4a分别为实施例1和2不锈钢带表面轮廓形貌图；图3b及4b分别为比较实施例1和2极薄不锈钢带表面轮廓形貌图。
实施例1和2得到的极薄不锈钢带表面粗糙度分别为Sa=0.423μm和Sa=0.367μm，与计算结果接近，误差分别为6%和8.25%。
图3a及4a、图3b及4b，可以确定相较于比较实施例1和2，实施例1和2得到的极薄不锈钢带表面更加光滑，并且表面粗糙度沿轧制方向的取向被消除，使表面形貌更加均匀。
b.拉伸强度及延伸率；
c. 机械性能均匀性；
分别沿轧制方向、对角方向（与轧制方向45°）和宽度方向（与轧制方向90°），如图5所示，对极薄不锈钢带进行拉伸试验。
利用各向异性指数（IPA）计算机械性能的各向异性，IPA值为以下式来计算：
IPA=[(2×Xmax -Xmid-Xmin)/2×Xmax]×100%。其中，Xmax ，Xmid ，Xmin分别表示钢带三个方向拉伸强度和延伸率的最大值，中间值和最小值。各向异性指数越小，机械性能越均匀。
图6a和6b分别为实例1和对比例1轧制后极薄不锈钢带沿轧制方向、对角方向和宽度方向应力应变曲线示意图，图7a和图7b分别为实例2和对比例2轧制后极薄不锈钢带沿轧制方向、对角方向和宽度方向应力应变曲线示意图。
实施例1与比较实施例1，实施例2与比较实施例2轧制后试样机械性能和表面粗糙度参数评估数据总结下表所示。
结合图6a和6b、图7a和图7b，可以确定：
实施例1相较于对比实施例1，拉伸强度和伸长率在轧制、对角和宽度方向上均得到提高；拉伸强度和伸长率的各向异性指数显著减小。
实施例2相较于对比实施例2，拉伸强度和伸长率在轧制、对角和宽度方向上也得到提高；拉伸强度和伸长率的各向异性指数也被显著减小。
本发明利用轧辊表面形貌对轧制过程中摩擦系数的影响，首先在尽量大的压下率下，通过毛化轧辊有效消除产品表面纹理，提高表面粗糙度的均匀性，并使带材抗拉强度增大而机械性能各向异性显著减弱；然后通过抛光轧辊，降低表面粗糙度，并提高带材延伸率。本方法以带材表面粗糙度为控制目标，基于不同表面形貌轧辊轧制时转印率，合理分配毛化轧辊和抛光轧辊轧制时的压下率，从而在保证表面粗糙度的同时，提高带材抗拉强度、延伸率和机械性能均匀性。
上述实施例中，本发明提供的方案，在极薄不锈钢带成品轧程的最后两道次分别使用表面粗糙度为1.0-1.5μm的毛化轧辊和小于0.1μm的抛光轧辊进行轧制；采用本发明提出的压下率计算方法，以最终带材表面粗糙度值为控制目标，分别利用毛化轧辊和抛光轧辊轧制时的转印率公式计算出成品带材表面粗糙度；当成品带材表面粗糙度满足要求时，则可得到最后两道次的压下率,在该压下率之下才能在满足粗糙度要求的同时，提高轧后极薄不锈钢带抗拉强度和延伸率，并且显著减弱表面纹理和机械性能各向异性。能够在满足粗糙度要求的同时，提高轧后极薄不锈钢带抗拉强度和延伸率，并且显著减弱表面纹理和机械性能各向异性，使产品更好的应用于实际生产。在轧制过程中提升产品质量，适用于极薄不锈钢带中试生产及工业化大生产，满足极薄不锈钢带高端制造行业的高品质要求。
基于同样的思路，本发明还提供一种不锈钢带改性轧制压下率确定装置，如图8所示，所述装置可以包括：
数据获取模块810，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；
初始压下率确定模块820，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；
毛化辊轧后带材表面粗糙度计算模块830，用于根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
抛光辊轧后带材表面粗糙度计算模块840，用于根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
目标带材表面粗糙度以及目标压下率确定模块850，用于当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
基于图8中的装置，还可以包括一些具体的实施单元：
可选的，装置还可以包括：
轧制模块，用于以最终带材表面粗糙度值为控制目标，在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次，利用毛化轧辊基于所述目标压下率中的第一压下率对带材进行轧制；
在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次，利用抛光轧辊基于所述目标压下率中的第二压下率对带材进行轧制。
可选的，毛化辊轧后带材表面粗糙度计算模块830具体可以用于：
采用公式：
Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）
计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa1表示毛化辊轧后带材表面粗糙度，Sa0为毛化辊轧制前带材表面粗糙度，且Sa0<0.8μm，SaTR表示毛化辊轧的表面粗糙度，Tr1为轧制过程中第一粗糙度转印率，r1为第一压下率，所述第一粗糙度转印率的计算公式为：。
可选的，抛光辊轧后带材表面粗糙度计算模块840，具体可以用于：
采用公式：
Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）
计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa2表示抛光辊轧后带材表面粗糙度，SaPR表示抛光辊轧的表面粗糙度，Tr2为轧制过程中第二粗糙度转印率，r2为第二压下率；所述第二粗糙度转印率的计算公式为：。
可选的，所述第一压下率的计算公式为：r1≤k·r，其中，r表示极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率，k表示设定的压下率百分比，k=0.5；
所述第二压下率的计算公式为：r2=r-r1。
可选的，装置还可以包括：
计算精度判断模块，用于判断所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值是否小于预设计算精度；
压下率确定模块，用于若所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值大于或等于预设计算精度，则令k=k-0.001，重新确定第一压下率以及第二压下率，直至抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度为止。
可选的，成品的极薄不锈钢带的厚度小于0.1mm；所述毛化轧辊的表面粗糙度为1.0-1.5μm，抛光辊轧的表面粗糙度小于0.1μm。
可选的，基于所述目标压下率进行轧制时对应的轧制速度小于或等于30m/min
基于同样的思路，本说明书实施例还提供了一种不锈钢带改性轧制压下率确定设备。如图9所示，可以包括：
通信单元/通信接口，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；
处理单元/处理器，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；
根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊轧的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率。
如图9所示，上述终端设备还可以包括通信线路。通信线路可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
可选的，如图9所示，该终端设备还可以包括存储器。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。
在具体实现中，作为一种实施例，如图9所示，处理器可以包括一个或多个CPU，如图9中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，如图9所示，终端设备可以包括多个处理器，如图9中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
上述主要从各个模块之间交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个模块为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件单元。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明实施例可以根据上述方法示例进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
本说明书中的处理器还可以具有存储器的功能。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，方法包括：
获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；成品的极薄不锈钢带的厚度小于0.1mm；
基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；所述第一压下率小于或等于所述总压下率与设定的压下率百分比之间的乘积；所述第二压下率为所述总压下率与所述第一压下率之间的差值；
根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
若所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值大于或等于预设计算精度，则重新确定第一压下率以及第二压下率，直至抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度为止；
当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率；
所述根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）
计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa1表示毛化辊轧后带材表面粗糙度，Sa0为毛化辊轧制前带材表面粗糙度，且Sa0<0.8μm，SaTR表示毛化辊轧的表面粗糙度，Tr1为轧制过程中第一粗糙度转印率，r1为第一压下率，所述第一粗糙度转印率的计算公式为：
；
所述根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）
计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa2表示抛光辊轧后带材表面粗糙度，SaPR表示抛光辊的表面粗糙度，Tr2为轧制过程中第二粗糙度转印率，r2为第二压下率；所述第二粗糙度转印率的计算公式为：
。
2.根据权利要求1所述的不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率之后，还包括：
以最终带材表面粗糙度值为控制目标，在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次，利用毛化辊基于所述目标压下率中的第一压下率对带材进行轧制；
在极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次，利用抛光辊基于所述目标压下率中的第二压下率对带材进行轧制。
3.根据权利要求1所述的不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，所述第一压下率的计算公式为：r1≤k·r，其中，r表示极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率，k表示设定的压下率百分比，k=0.5；
所述第二压下率的计算公式为：r2=r-r1。
4.根据权利要求3所述的不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度之后，还包括：
判断所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值是否小于预设计算精度；
若所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值大于或等于预设计算精度，则令k=k-0.001，重新确定第一压下率以及第二压下率，直至抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度为止。
5.根据权利要求1所述的不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，所述毛化辊的表面粗糙度为1.0-1.5μm，抛光辊的表面粗糙度小于0.1μm。
6.根据权利要求2所述的不锈钢带改性轧制压下率确定方法，其特征在于，基于所述目标压下率进行轧制时对应的轧制速度小于或等于30m/min。
7.一种不锈钢带改性轧制压下率确定装置，其特征在于，装置包括：
数据获取模块，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；成品的极薄不锈钢带的厚度小于0.1mm；
初始压下率确定模块，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；所述第一压下率小于或等于所述总压下率与设定的压下率百分比之间的乘积；所述第二压下率为所述总压下率与所述第一压下率之间的差值；
毛化辊轧后带材表面粗糙度计算模块，用于根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
抛光辊轧后带材表面粗糙度计算模块，用于根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
目标带材表面粗糙度以及目标压下率确定模块，用于若所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值大于或等于预设计算精度，则重新确定第一压下率以及第二压下率，直至抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度为止；当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率；
所述根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）
计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa1表示毛化辊轧后带材表面粗糙度，Sa0为毛化辊轧制前带材表面粗糙度，且Sa0<0.8μm，SaTR表示毛化辊轧的表面粗糙度，Tr1为轧制过程中第一粗糙度转印率，r1为第一压下率，所述第一粗糙度转印率的计算公式为：
；
所述根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）
计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa2表示抛光辊轧后带材表面粗糙度，SaPR表示抛光辊的表面粗糙度，Tr2为轧制过程中第二粗糙度转印率，r2为第二压下率；所述第二粗糙度转印率的计算公式为：
。
8.一种不锈钢带改性轧制压下率确定设备，其特征在于，设备包括：
通信单元/通信接口，用于获取极薄不锈钢带成品轧程中最后两道次的总压下率、设定的压下率百分比、毛化辊轧相关数据以及抛光辊轧相关数据；成品的极薄不锈钢带的厚度小于0.1mm；
处理单元/处理器，用于基于所述总压下率以及设定的压下率百分比，计算得到第一压下率和第二压下率；所述第一压下率小于或等于所述总压下率与设定的压下率百分比之间的乘积；所述第二压下率为所述总压下率与所述第一压下率之间的差值；
根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；所述毛化辊轧相关数据包括毛化辊轧制前带材表面粗糙度、轧制过程中第一粗糙度转印率以及毛化辊轧的表面粗糙度；所述第一压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第二道次的轧制过程；
根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；所述抛光辊轧相关数据包括轧制过程中第二粗糙度转印率以及抛光辊的表面粗糙度；所述第二压下率用于极薄不锈钢带成品轧程的倒数第一道次的轧制过程；
若所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值大于或等于预设计算精度，则重新确定第一压下率以及第二压下率，直至抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度为止；
当所述抛光辊轧后带材表面粗糙度与最终带材表面粗糙度之间的差值小于预设计算精度时，将所述抛光辊轧后带材表面粗糙度确定为目标带材表面粗糙度，并将所述目标带材表面粗糙度对应的压下率确定为目标压下率；
所述根据所述第一压下率以及所述毛化辊轧相关数据，计算毛化辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa1=Sa0+Tr1·（SaTR-Sa0）
计算毛化辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa1表示毛化辊轧后带材表面粗糙度，Sa0为毛化辊轧制前带材表面粗糙度，且Sa0<0.8μm，SaTR表示毛化辊轧的表面粗糙度，Tr1为轧制过程中第一粗糙度转印率，r1为第一压下率，所述第一粗糙度转印率的计算公式为：
；
所述根据所述第二压下率、所述毛化辊轧后带材表面粗糙度以及所述抛光辊轧相关数据，计算抛光辊轧后带材表面粗糙度，具体包括：
采用公式：
Sa2=Sa1+Tr2·（SaPR-Sa1）
计算抛光辊轧后带材表面粗糙度；
其中，Sa2表示抛光辊轧后带材表面粗糙度，SaPR表示抛光辊的表面粗糙度，Tr2为轧制过程中第二粗糙度转印率，r2为第二压下率；所述第二粗糙度转印率的计算公式为：
。
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