CN203737707U - 一种带张力模拟装置的层状复合板实验轧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带张力模拟装置的层状复合板实验轧机，该实验轧机使用上下辊均可径向调节的二辊轧机，其入口侧设有两个或三个张力液压缸，出口侧设有一个张力液压缸，每个张力液压缸活塞杆末端均装有一个板材夹紧装置。根据待复合异种金属材料的力学性能，通过伺服阀控制各张力液压缸内液压油的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现对入口异种金属板和出口复合板张力的独立控制。每个夹紧装置设有复合板坯头尾加热装置，出口侧张力液压缸与轧辊间有一个上下可调的复合板坯中间加热装置，可实现冷轧复合和热轧复合实验。热轧复合轧制之前，在惰性气体保护下，通过复合板坯头尾加热装置和中间加热装置预先对复合板坯进行加热，使板坯准确升高到设定温度且分布均匀，以满足热轧复合轧制工艺要求。本实用新型为研究层状金属复合板轧制中前后张力和温度对复合效果的影响，并寻求合理的带张力复合轧制工艺参数提一种切实可用的实验设备。

Description

一种带张力模拟装置的层状复合板实验轧机

技术领域：本发明涉及一种带张力模拟装置的层状复合板实验轧机，为研究层状复合板前后张力对轧制复合效果的影响，提供一种切实可用的实验设备。 

背景技术：

层状金属复合板是将物理、化学性能各异的两种或多种金属通过适当工艺复合而成的一种层状复合材料，通过发挥各自的性能优势，实现单一金属板无法达到的综合性能，节约贵重金属材料。层状金属复合板制备方法的研究，国内外都取得了重要进展，形成了固-固相复合、固-液相复合和液-液相复合三种主要工艺形式。其中，固-固复合法中的轧制复合法可进行成卷连续生产、各金属组元层的厚度均匀、产品尺寸精确、性能稳定、生产效率高、成本低、易于实现大规模工业化生产而成为国内外学者研究的重点，也是目前生产层状复合板的主要方法。 

虽然轧制复合法研究众多，并取得了重要的研究成果，部分已经投入生产，但层状复合板复合轧制仍存在很多问题，如初结合临界压下量大，轧后翘曲等。为解决上述问题，近年来带张力轧制法得到了重视，该方法通过分别对待复合板坯和轧制出口复合板施加张力，能降低复合板结合临界压下率、改善轧制后翘曲，同时张力轧制还可以有效控制复合板的层厚比。目前带有前后张力模拟装置的单金属板实验轧机已有报道，但尚无适用于层状复合板轧制前后张力模拟的实验装置。 

实用新型内容：

本实用新型为研究层状金属复合板轧制复合过程中前后张力和温度对复合效果的影响，并寻求合理的带张力复合轧制工艺参数提供一种切实可用的实验设备。 

为提供上述实验条件，本实用新型中的实验轧机使用上下辊均可径向调节的二辊轧机，其入口侧设有两个或三个张力液压缸，出口侧设有一个张力液压缸，每个张力液压缸活塞杆末端均装有一个板材夹紧装置，入口侧夹紧装置用于分别夹持待复合的异种金属板，出口侧夹紧装置用于夹持轧后出口层状复合板。根据待复合异种金属材料的力学性能，通过伺服阀控制各张力液压缸内液压油的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现对入口异种金属板和出口复合板张力的独立控制。每个夹紧装置设有复合板坯头尾加热装置，出口侧张力液压缸与轧辊间有一个上下可调的复合板坯中间加热装置，可实现冷轧复合和热轧复合。 

本实验轧机的使用方法为： 

步骤1选取合适的异种金属板，除去表面氧化层，并脱去油脂，保持界面光亮清洁。 

步骤2入口侧夹紧装置夹紧待复合的板坯尾端，将复合板坯头部按顺序层状叠放在一起，并用出口侧夹紧装置夹紧。调节轧机辊缝以确保复合板坯能顺利通过，入口侧张力液压缸活塞杆伸出至极限位置，将复合板坯尾端送至接近辊面处。出口侧张力液压缸活塞杆退回，使板坯处于绷紧状态，将复合板坯中间加热装置向轧制线移动至与复 合板坯接触状态。 

步骤3启动复合板坯头尾加热装置和中间加热装置，将复合板加热到设定的温度后，复合板坯中间加热装置与复合板坯分离一定距离，再同步调节入口侧和出口侧张力液压缸，使入口侧张力液压缸活塞杆退回极限位置，出口侧张力液压缸活塞杆伸出至极限位置且接近轧机出口位置，设备进入待轧制状态。 

步骤4关闭各加热装置，轧辊进行带负荷压下至规程设定的辊缝值，并根据待复合异种金属材料的力学性能，通过伺服阀控制各张力液压缸内液压油的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现为入口异种金属复合板坯和出口复合板提供不同的张力。启动轧机，以规程设定的速度进行复合轧制。 

步骤5当入口侧张力液压缸活塞杆伸出至极限位置时，停止轧制，调节辊缝，取出轧件。整个过程在惰性保护气氛下进行，通过控制温度、压下量、各板张力，来寻求合理带张力复合轧制工艺参数，以获得良好的复合效果。 

若研究冷轧则在上述步骤中去除加热部分，不再重复叙述。 

附图说明

图1为利用本实用新型进行双金属板不对称复合轧制示意简图。 

图2为利用本实用新型进行双金属板对称复合轧制示意简图。 

图1中：1—入口侧斜置张力液压缸，2—入口侧斜置夹紧装置，3—金属板A，4—入口侧水平张力液压缸，5—入口侧水平夹紧装置，6—金属板B，7—下轧辊，8—上轧辊，9—加热装置，10— 复合板AB，11—出口侧水平夹紧装置，12—出口侧水平张力液压缸 

图2中：1—入口侧斜置张力液压缸(上)，2—入口侧斜置夹紧装置(上)，3—金属板A，4—入口侧水平张力液压缸，5—入口侧水平夹紧装置，6—金属板B，7—入口侧斜置张力液压缸(下)，8—入口侧斜置夹紧装置(下)，9—金属板C，10—下轧辊，11—上轧辊，12—复合金属板ABC，13—加热装置，14—出口侧水平夹紧装置，15—出口侧水平张力液压缸 

具体实施方式：

结合图1、图2分别对本实用新型实验轧机操作进行说明。 

实施例1 

结合图1，说明利用本实用新型进行双金属板不对称热轧复合实验的操作步骤。图中3金属板A选取工业纯铝，图中6金属板B选用工业紫铜。工业纯铝的尺寸为2500×300×3mm，工业紫铜的尺寸为2500×300×1mm。 

步骤1工业纯铝板3和工业紫铜板6，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污，在10％NaOH溶液中浸洗10min，以去除试样表面氧化皮层，用无水乙醇洗净、烘干，保持界面光亮。 

步骤2调节上轧辊8和下轧辊7之间辊缝为8mm，且上轧辊8和下轧辊7距离中心对称面距离均为4mm以保证复合板坯顺利通过。入口侧斜置夹紧装置2夹紧工业纯铝板3尾端，入口侧水平夹紧装置5夹紧工业紫铜板6尾端，将铜铝复合板坯头部按顺序层状叠放在一 起，出口侧水平夹紧装置11夹紧铜铝复合板坯10。入口侧斜置张力液压缸1和入口侧水平张力液压缸4的活塞杆伸出至极限位置，使铜铝复合板坯10尾端距离辊面150mm，出口侧水平张力液压缸12的活塞杆退回，使板坯处于绷紧状态。将复合带坯中间加热装置9向轧制线移动至与铜铝复合板坯10接触。 

步骤3启动各夹紧装置的加热装置和加热装置9，并设置温度为400℃保持稳定，经过约10-20min加热，将复合板坯加热至400℃。调节加热装置9，使其与铜铝复合板10分离400mm，同步调整各张力液压缸，使入口侧斜置张力液压缸1和入口侧水平张力液压缸4的活塞杆退回至极限位置，出口侧水平张力液压缸12的活塞杆伸出至极限位置，铜铝复合板坯头部距离辊面150mm，设备进入轧制状态。 

步骤4关掉各加热装置，调整二辊轧机，取压下率50％，轧辊7和轧辊8带负荷向轧制线各压下3mm。根据铜铝材料力学性能的差异，通过伺服阀控制流入各张力液压缸的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现为入口侧铜铝待复合板坯和出口侧铜铝复合板提供不同的张力。启动轧机，以3m/min的速度进行轧制复合。 

步骤5当入口侧斜置张力液压缸1和入口侧水平液压缸4的活塞杆伸出至极限位置时，停止轧机，调节辊缝，取出轧件，整个过程在惰性保护气氛下进行。通过控制温度、压下量、各板张力，来寻求合理带张力复合轧制工艺参数，以获得良好的复合效果。 

实施例2 

结合图2，说明利用本实用新型进行双金属板对称热轧复合实验的操作步骤。图中3金属板A和图中9金属板C选取工业紫铜，图中6金属板B选用工业纯铝。其中工业紫铜尺寸为2500×300×1mm，工业纯铝尺寸2500×300×2mm。 

步骤1工业纯铝板6、工业紫铜板3和工业紫铜板9，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污,在10％NaOH溶液中浸洗10min,以去除试样表面氧化皮层，用无水乙醇洗净、烘干，保持界面光亮清洁。 

步骤2调节上轧辊11和下轧辊10之间辊缝为8mm，且上轧辊11和下轧辊10距离中心对称面距离均为4mm。入口侧斜置夹紧装置(上)2夹紧工业紫铜板3尾端，入口侧水平夹紧装置5夹紧工业纯铝板6尾端，入口侧斜置夹紧装置(下)8夹紧工业紫铜板9尾端，将复合板坯头部按顺序层状叠放一起，出口侧水平夹紧装置14夹紧铜铝铜复合板坯12。入口侧斜置张力液压缸(上)1、入口侧水平张力液压缸4和入口侧斜置张力液压缸(下)7的活塞杆伸出至极限位置，使铜铝铜复合板坯10尾端距离辊面150mm，出口侧水平张力液压缸15活塞杆退回，使板坯处于绷紧状态，将复合板坯中间的加热装置13向轧制线移动至与铜铝铜复合板12接触状态。 

步骤3启动各夹紧装置的加热装置和加热装置13，并设置温度为400℃保持稳定，经过约10-20min加热，将复合板坯加热至400℃。调节加热装置13，使其与板坯分离400mm，同步调整入口侧斜置张力液压缸(上)1、入口侧水平张力液压缸4和入口侧斜置张力液压缸(下)7的活塞杆使其退回至极限位置，出口侧水平张力液压缸15 的活塞杆伸出至极限位置，铜铝铜复合板坯12的头部距离辊面150mm，设备进入待轧制状态。 

步骤4关掉各加热装置，调整二辊轧机，取压下率50％,轧辊10和轧辊11带负荷向轧制线各压下3mm。根据铜铝材料力学性能的差异，通过伺服阀控制流入各张力液压缸的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现为入口侧铜铝待复合板坯和出口侧铜铝复合板提供不同的张力。开动轧机，以4m/min的速度进行轧制复合。 

步骤5当入口侧斜置张力液压缸(上)1、入口侧水平张力液压缸4和入口侧斜置张力液压缸(下)7的活塞杆伸出至极限位置时，停止轧机，调节辊缝，取出轧件，整个过程在惰性保护气氛下进行。通过控制温度、压下量、各板张力，来寻求合理带张力复合轧制工艺参数，以获得良好的复合效果。 

实施例3 

结合图1，说明利用本实用新型进行双金属板不对称冷轧复合实验的操作步骤。图中3金属板A选取工业纯铝，图中6金属板B选用工业紫铜。工业纯铝的尺寸为2500×300×3mm，工业紫铜的尺寸为2500×300×1mm。 

步骤1工业纯铝板3和工业紫铜板6，采用丙酮溶液浸泡去除表面油污，在10％NaOH溶液中浸洗10min，以去除试样表面氧化皮层，用无水乙醇洗净、烘干，保持界面光亮。 

步骤2调节上轧辊8和下轧辊7之间辊缝为8mm，且上轧辊8 和下轧辊7距离中心对称面距离均为4mm，以保证复合板坯顺利通过。入口侧斜置夹紧装置2夹紧工业纯铝板3尾端，入口侧水平夹紧装置5夹紧工业紫铜板6尾端，将铜铝复合板坯头部按顺序层状叠放在一起，出口侧水平夹紧装置11夹紧铜铝复合板坯10。入口侧斜置张力液压缸1和入口侧水平张力液压缸4的活塞杆退回至极限位置，，出口侧水平张力液压缸12的活塞杆伸出至极限位置，铜铝复合板坯头部距离辊面150mm，设备进入轧制状态。 

步骤3调整二辊轧机，取压下率50％，轧辊7和轧辊8带负荷向轧制线各压下3mm。根据铜铝材料力学性能的差异，通过伺服阀控制流入各张力液压缸的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现为入口侧铜铝待复合板坯和出口侧铜铝复合板提供不同的张力。启动轧机，以3m/min的速度进行轧制复合。 

步骤4当入口侧斜置张力液压缸1和入口侧水平液压缸4的活塞杆伸出至极限位置时，停止轧机，调节辊缝，取出轧件，整个过程在惰性保护气氛下进行。通过控制压下量、各板张力，来寻求合理带张力复合轧制工艺参数，以获得良好的复合效果。 

Claims (3)

1.一种带张力模拟装置的层状复合板实验轧机，其特征为实验轧机使用上下辊均可径向调节的二辊轧机，其入口侧设有两个或三个张力液压缸，出口侧设有一个张力液压缸，每个张力液压缸活塞杆末端均装有一个板材夹紧装置，入口侧夹紧装置用于分别夹持待复合的异种金属板，出口侧夹紧装置用于夹持轧后出口层状复合板。 

2.根据权利要求1所述的实验轧机，每个夹紧装置设有复合板坯头尾加热装置，出口侧张力液压缸与轧辊间有一个上下可调的复合板坯中间加热装置，可实现冷轧复合和热轧复合实验。 

3.根据权利要求1所述的实验轧机，根据待复合异种金属材料的力学性能，通过伺服阀控制各张力液压缸内液压油的流量和压力，从而驱动张力液压缸产生与轧制速度相同步的位移，实现对入口异种金属板和出口复合板张力的独立控制。