RU2622196C1 - Method of metal sheets rolling - Google Patents
Method of metal sheets rolling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622196C1 RU2622196C1 RU2016100662A RU2016100662A RU2622196C1 RU 2622196 C1 RU2622196 C1 RU 2622196C1 RU 2016100662 A RU2016100662 A RU 2016100662A RU 2016100662 A RU2016100662 A RU 2016100662A RU 2622196 C1 RU2622196 C1 RU 2622196C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- metal
- sheet
- deformation
- degree
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
- B21B1/28—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by cold-rolling, e.g. Steckel cold mill
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких листов из металлических материалов, в том числе из алюминиевых сплавов.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for the manufacture of high-strength thin sheets of metal materials, including aluminum alloys.
Известен способ производства листов, согласно которому для выравнивания механических свойств в продольном и поперечном направлениях после холодной прокатки заготовки до толщины, превышающей конечную толщину листа в 2,8-9,5 раза, производят ее поворот в плоскости прокатки на угол 90° (см. патент РФ №2463116, В21В 3/00).There is a known method of manufacturing sheets, according to which, to align the mechanical properties in the longitudinal and transverse directions after cold rolling the workpiece to a thickness exceeding the final sheet thickness by 2.8-9.5 times, it is rotated through the rolling plane by an angle of 90 ° (see RF patent No. 2463116, B21B 3/00).
Недостатком данного способа является крайне низкий уровень сдвиговых деформаций металла по толщине листа при прокатке в продольном и поперечном направлениях, что не обеспечивает получение в нем равномерной фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций, в результате чего прочностные свойства изготавливаемых тонких листов значительно снижаются.The disadvantage of this method is the extremely low level of shear deformations of the metal along the sheet thickness during rolling in the longitudinal and transverse directions, which does not provide a uniform fragmented metal structure with a high dislocation density in it, as a result of which the strength properties of the produced thin sheets are significantly reduced.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства холоднокатаных полос и листов из различных металлов и сплавов, включающий холодную прокатку тонкой полосы до суммарной степени деформации 75-95% с единичной степенью деформации не менее 50% в валках с шероховатостью 6,0-12,0 мкм Ra и соотношением окружных скоростей V1≥2V2, (см. патент РФ №2542212, В21В 1/28).The closest analogue to the claimed object is a method for the production of cold rolled strips and sheets of various metals and alloys, including cold rolling of a thin strip to a total degree of deformation of 75-95% with a single degree of deformation of at least 50% in rolls with a roughness of 6.0-12, 0 μm Ra and the ratio of peripheral speeds V 1 ≥2V 2 , (see RF patent No. 2542212, B21B 1/28).
Указанный способ позволяет повысить прочностные свойства металла только в продольном направлении, в то время как в поперечном направлении прочностные свойства металла будут низкими. Это связано с тем, что при прокатке листа с вышеуказанными режимами фрагментирование структуры металла происходит только в продольном направлении, т.е. по длине листа, что ведет к снижению прочностных свойств металла в поперечном направлении.The specified method allows to increase the strength properties of the metal only in the longitudinal direction, while in the transverse direction, the strength properties of the metal will be low. This is due to the fact that when rolling a sheet with the above modes, the fragmentation of the metal structure occurs only in the longitudinal direction, i.e. along the length of the sheet, which leads to a decrease in the strength properties of the metal in the transverse direction.
Задача, решаемая изобретением, заключается в изготовлении тонких металлических листов с высокими прочностными свойствами металла одновременно как по длине, так и по ширине листа за счет создания в нем пространственно-равномерной фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций.The problem solved by the invention is the manufacture of thin metal sheets with high strength properties of the metal simultaneously both in length and in sheet width by creating a spatially uniform fragmented metal structure with a high density of dislocations in it.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в снижении деформационной анизотропии путем создания равномерной сдвиговой деформации металла в двух взаимно перпендикулярных плоскостях прокатываемого листа.The technical result that provides a solution to the problem is to reduce the deformation anisotropy by creating uniform shear deformation of the metal in two mutually perpendicular planes of the rolled sheet.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе прокатки тонких металлических листов, включающем прокатку тонкого листа в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%, согласно изобретению прокатку осуществляют за два или четыре прохода, причем в каждом проходе, начиная с первого, задают одинаковое рассогласование окружных скоростей валков и одинаковую единичную степень деформации металла, а между проходами осуществляют поворот листа в плоскости прокатки на угол 90°.The problem is solved in that in the known method of rolling thin metal sheets, including rolling a thin sheet in two rolls with a mismatch of their peripheral speeds at least twice and with a single degree of deformation of at least 50% to a total degree of deformation of 75-95%, according to the invention, rolling is carried out in two or four passes, and in each pass, starting from the first, the same mismatch of the peripheral speeds of the rolls and the same unit degree of deformation of the metal is set, and between the passes They rotate the sheet in the rolling plane by an angle of 90 °.
Известен способ прокатки листов с одинаковой степенью деформации металла в продольном и поперечном направлениях для исключения образования вытянутости зерен (см. патент РФ №2492962, B22D 18/02, В21 В 1/00, F41H 5/00).A known method of rolling sheets with the same degree of deformation of the metal in the longitudinal and transverse directions to prevent the formation of elongation of grains (see RF patent No. 2492962, B22D 18/02, B21 B 1/00, F41H 5/00).
В заявляемом способе одинаковая степень деформации металла в продольном и поперечном направлениях листа, так же как и в известном способе, предназначена для исключения образования вытянутости зерен.In the inventive method, the same degree of deformation of the metal in the longitudinal and transverse directions of the sheet, as well as in the known method, is intended to prevent the formation of elongation of the grains.
Известен способ производства листового проката, в котором после первых 1-5 проходов заготовку поворачивают в плоскости прокатки на угол 90° и прокатывают до конечной толщины (см. патент РФ №2137560, В21В 1/00, В21В 3/02, C21D 8/04).A known method for the production of sheet metal, in which after the first 1-5 passes the billet is rotated in the plane of rolling by an angle of 90 ° and rolled to a final thickness (see RF patent No. 2137560, B21B 1/00, B21B 3/02, C21D 8/04 )
В заявляемом способе поворот листа в плоскости прокатки на угол 90°, так же как и в известном способе, предназначен для снижения анизотропии механических свойств.In the inventive method, the rotation of the sheet in the rolling plane at an angle of 90 °, as well as in the known method, is intended to reduce the anisotropy of the mechanical properties.
Однако наравне с вышеуказанными известными техническими свойствами в заявляемом способе прокатки совокупность отличительных признаков проявляет новый технический результат, заключающийся в снижении деформационной анизотропии путем создания равномерной сдвиговой деформации металла в двух взаимно перпендикулярных плоскостях прокатываемого листа. Это обеспечивает получение пространственно-равномерной фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций как по длине, так и по ширине листа. В результате этого прочностные свойства изготавливаемых тонких металлических листов значительно повышаются.However, along with the above known technical properties in the inventive rolling method, the combination of distinctive features exhibits a new technical result, which consists in reducing the deformation anisotropy by creating uniform shear deformation of the metal in two mutually perpendicular planes of the rolled sheet. This provides a spatially uniform fragmented metal structure with a high dislocation density both along the length and width of the sheet. As a result of this, the strength properties of manufactured thin metal sheets are significantly increased.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ прокатки металлических листов не следует явным образом из известного уровня техники и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Based on the foregoing, we can conclude that the inventive method of rolling metal sheets does not follow explicitly from the prior art and, therefore, meets the condition of patentability "inventive step".
Способ прокатки металлических листов осуществляют следующим образом.The method of rolling metal sheets is as follows.
Холодную прокатку металлических листов осуществляют в двух приводных валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза. Прокатку осуществляют за два или четыре прохода с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. Причем в каждом проходе, начиная с первого, задают одинаковое рассогласование окружных скоростей валков и одинаковую единичную степень деформации металла, а между проходами осуществляют поворот листа в плоскости прокатки на угол 90°. Это позволяет обеспечить в процессе прокатки металла создание больших сдвиговых деформаций, способствующих получению фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций как по длине, так и по ширине прокатываемого листа, и одновременно с этим предотвратить формирование деформационной анизотропии за счет создания равномерной сдвиговой деформации металла в двух взаимно перпендикулярных плоскостях прокатываемого листа.Cold rolling of metal sheets is carried out in two drive rolls with a mismatch of their peripheral speeds at least twice. Rolling is carried out in two or four passes with a single degree of deformation of at least 50% to a total degree of deformation of 75-95%. Moreover, in each pass, starting from the first, the same mismatch of the peripheral speeds of the rolls and the same unit degree of metal deformation are set, and between the passes the sheet is rotated in the rolling plane by an angle of 90 °. This makes it possible to ensure the creation of large shear deformations during the rolling of the metal, which contribute to the production of a fragmented metal structure with a high dislocation density both along the length and width of the rolled sheet, and at the same time prevent the formation of deformation anisotropy by creating uniform shear deformation of the metal in two mutually perpendicular to the planes of the rolled sheet.
Осуществлять холодную прокатку в приводных валках с рассогласованием их окружных скоростей менее чем в два раза и с единичной степенью деформации менее 50% нецелесообразно, так как при этом уменьшается интенсивность сдвиговой деформации и увеличивается ее неравномерность по толщине листа, что приводит к значительному снижению прочностных свойств металла.To carry out cold rolling in drive rolls with a mismatch of their peripheral speeds of less than two times and with a single degree of deformation of less than 50% is impractical, since this reduces the intensity of shear deformation and increases its unevenness in the thickness of the sheet, which leads to a significant decrease in the strength properties of the metal .
Если в процессе прокатки рассогласование окружных скоростей валков и степень деформации в каждом проходе будут не равны между собой, то структура и прочностные свойства металла в продольном и поперечном направлениях листа будут неравномерными.If during the rolling process the mismatch of the peripheral speeds of the rolls and the degree of deformation in each pass are not equal to each other, then the structure and strength properties of the metal in the longitudinal and transverse directions of the sheet will be uneven.
Осуществлять прокатку металлических листов за один или три прохода нецелесообразно, так как фрагментирование структуры металла будет происходить преимущественно только в продольном направлении, т.е. по длине листа. В результате прочностные свойства листа по длине будут выше аналогичных показателей по его ширине, а это в целом снижает прочность листа.It is impractical to roll metal sheets in one or three passes, since fragmentation of the metal structure will occur mainly only in the longitudinal direction, i.e. along the length of the sheet. As a result, the strength properties of the sheet along the length will be higher than similar indicators along its width, and this generally reduces the strength of the sheet.
Осуществлять прокатку металлических листов более чем за четыре прохода нецелесообразно, так как суммарная степень деформации в этом случае превысит 95%, что приведет к образованию поверхностных и внутренних трещин в металле листа, а, следовательно, к потере его пластических и прочностных свойств, что в дальнейшем приведет к разрушению металла листа.Rolling metal sheets in more than four passes is impractical, since the total degree of deformation in this case will exceed 95%, which will lead to the formation of surface and internal cracks in the sheet metal, and, consequently, to the loss of its plastic and strength properties, which in the future will lead to the destruction of the sheet metal.
Если между проходами не осуществлять поворот листа в плоскости прокатки на угол 90°, то фрагментирование структуры металла будет происходить только в продольном направлении. В результате прочностные свойства листа в продольном направлении будут выше, чем в поперечном направлении.If there is no rotation of the sheet in the rolling plane by an angle of 90 ° between the passes, the fragmentation of the metal structure will occur only in the longitudinal direction. As a result, the strength properties of the sheet in the longitudinal direction will be higher than in the transverse direction.
Таким образом, совокупность отличительных признаков заявляемого способа позволит получить пространственно-равномерную фрагментированную структуру металла с высокой плотностью дислокаций в продольном и поперечном направлениях готового листа и соответственно повысить его прочностные свойства.Thus, the set of distinctive features of the proposed method will allow to obtain a spatially uniform fragmented metal structure with a high dislocation density in the longitudinal and transverse directions of the finished sheet and, accordingly, increase its strength properties.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа прокатки металлических листов были проведены 12 экспериментов, в которых исходную заготовку в виде листа толщиной 4,0 мм из алюминиевого сплава марки АМг6 прокатывали в двух приводных валках диаметром 400 мм, окружные скорости которых в каждом проходе отличались не менее чем в два раза. Прокатку проводили с единичной степенью деформации не менее 50% на сухих валках без использования технологической смазки.To substantiate the advantages of the proposed method for rolling metal sheets, 12 experiments were conducted in which the initial billet in the form of a sheet with a thickness of 4.0 mm from an aluminum alloy of grade AMg6 was rolled in two drive rolls with a diameter of 400 mm, the peripheral speeds of which in each pass differed by no less than twice. Rolling was carried out with a single degree of deformation of at least 50% on dry rolls without the use of process grease.
Эксперименты №1-4 проводили в соответствии с заявляемыми режимами, указанными в формуле изобретения;Experiments No. 1-4 were carried out in accordance with the claimed modes specified in the claims;
эксперименты №5-10 - с режимами, выходящими за заявляемые пределы;experiments No. 5-10 - with modes beyond the declared limits;
эксперименты №11-12 - по прототипу.experiments No. 11-12 - according to the prototype.
Режимы прокатки приведены в таблице 1, а результаты испытаний - в таблице 2.The rolling modes are shown in table 1, and the test results are shown in table 2.
Результаты испытаний показали, что металлические листы, изготовленные по заявляемому способу (эксперименты №1-4), в сравнении с прототипом (эксперименты №11, 12) имеют более высокие прочностные свойства как в продольном, так и в поперечном направлениях, а именно:The test results showed that the metal sheets manufactured by the present method (experiments No. 1-4), in comparison with the prototype (experiments No. 11, 12) have higher strength properties in both longitudinal and transverse directions, namely:
- предел текучести металла повышается в продольном направлении листа на 10,0-11,5%, а в поперечном направлении - на 29,9-31,5%;- the yield strength of the metal increases in the longitudinal direction of the sheet by 10.0-11.5%, and in the transverse direction by 29.9-31.5%;
- временное сопротивление разрыву металла повышается в продольном направлении листа на 9,5-12,3%, а в поперечном направлении - на 24,3-27,5%.- temporary tensile strength of the metal increases in the longitudinal direction of the sheet by 9.5-12.3%, and in the transverse direction by 24.3-27.5%.
Изготавливать металлические листы по режимам, выходящим за заявляемые пределы, нецелесообразно, так как при этом увеличивается неравномерность свойств листа в продольном и поперечном направлениях (эксперименты №5, 6, 8, 9, 10) или появляются трещины и разрывы (эксперимент №7).It is impractical to produce metal sheets according to regimes that go beyond the declared limits, since this increases the unevenness of the sheet properties in the longitudinal and transverse directions (experiments No. 5, 6, 8, 9, 10) or cracks and tears appear (experiment No. 7).
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ прокатки металлических листов работоспособен, может найти широкое применение в области прокатки высокопрочных изделий и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».Based on the foregoing, we can conclude that the inventive method of rolling metal sheets is workable, can be widely used in the field of rolling high-strength products and, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016100662A RU2622196C1 (en) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | Method of metal sheets rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016100662A RU2622196C1 (en) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | Method of metal sheets rolling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2622196C1 true RU2622196C1 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016100662A RU2622196C1 (en) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | Method of metal sheets rolling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2622196C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794211C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Method for asymmetric rolling of d6 aluminium alloy strip (embodiments) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4385511A (en) * | 1977-08-12 | 1983-05-31 | Vydrin Vladimir N | Method of rolling metal articles |
| SU1304947A1 (en) * | 1985-09-03 | 1987-04-23 | Пермский политехнический институт | Method of rolling strip billets |
| SU1570806A1 (en) * | 1988-02-17 | 1990-06-15 | Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Method of rolling |
| RU2542212C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Cold-rolled strip manufacturing method |
-
2016
- 2016-01-11 RU RU2016100662A patent/RU2622196C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4385511A (en) * | 1977-08-12 | 1983-05-31 | Vydrin Vladimir N | Method of rolling metal articles |
| SU1304947A1 (en) * | 1985-09-03 | 1987-04-23 | Пермский политехнический институт | Method of rolling strip billets |
| SU1570806A1 (en) * | 1988-02-17 | 1990-06-15 | Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Method of rolling |
| RU2542212C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Cold-rolled strip manufacturing method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794211C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Method for asymmetric rolling of d6 aluminium alloy strip (embodiments) |
| RU2800640C1 (en) * | 2023-04-11 | 2023-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Method for combined process of asymmetric and symmetrical rolling of aluminium alloy strip |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2292967C2 (en) | Method for processing of continuously cast slabs or strip, and sheet and strip produced by the same method | |
| JP2005500165A5 (en) | ||
| Xia et al. | Microstructure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheets produced by differential speed rolling | |
| RU2542212C1 (en) | Cold-rolled strip manufacturing method | |
| RU2622196C1 (en) | Method of metal sheets rolling | |
| CN106862863A (en) | A kind of preparation processing method of the ultra-thin titanium alloy shell of great diameter and long | |
| RU2615958C1 (en) | Aluminium alloys thin-sheet rolling method | |
| Chino et al. | Influence of rolling routes on press formability of a rolled AZ31 Mg alloy sheet | |
| RU2446027C2 (en) | Method of producing long round billets with ultrafine granular structure | |
| CN109909295A (en) | A kind of Ultra-fine Grained milling method of large-sized aluminium alloy bar | |
| JP4959108B2 (en) | Method for processing metal slabs or billets, and products made using the method | |
| KR102069361B1 (en) | Method of manufacturing for magnesium alloy sheet with improved total elongation | |
| RU2699473C1 (en) | Cold-rolled strip production method | |
| RU2463116C1 (en) | Method of producing sheets from aluminium alloys | |
| RU2794211C1 (en) | Method for asymmetric rolling of d6 aluminium alloy strip (embodiments) | |
| Vaidyanathan et al. | Deep Drawing of constrained groove pressed EDD steel sheets | |
| RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
| RU2393932C1 (en) | Method to produce heat exchanger plates | |
| RU2617191C1 (en) | Cold rolling method for metal sections | |
| RU2622195C1 (en) | Method of thin-sheet rolling aluminium alloys | |
| RU2629579C2 (en) | Floating cell | |
| RU2701322C1 (en) | Method of producing a thin strip | |
| JPH06155287A (en) | Manufacture of high fatigue strength aluminum alloy connecting rod | |
| KR101502902B1 (en) | Extrusion dies | |
| RU2630158C1 (en) | Method for preparation of blank for screw rolling |