RU2677814C2 - Текстурирование поверхности деформирующего инструмента - Google Patents

Текстурирование поверхности деформирующего инструмента Download PDF

Info

Publication number
RU2677814C2
RU2677814C2 RU2017122480A RU2017122480A RU2677814C2 RU 2677814 C2 RU2677814 C2 RU 2677814C2 RU 2017122480 A RU2017122480 A RU 2017122480A RU 2017122480 A RU2017122480 A RU 2017122480A RU 2677814 C2 RU2677814 C2 RU 2677814C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
embossing
substrate
deformation
deforming tool
work roll
Prior art date
Application number
RU2017122480A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017122480A (ru
RU2017122480A3 (ru
Inventor
Арнт КОЛЬРАУШ
Хартмут ПАВЕЛЬСКИ
Маркус ШЕЛЛЬМАНН
Original Assignee
Смс Груп Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смс Груп Гмбх filed Critical Смс Груп Гмбх
Publication of RU2017122480A publication Critical patent/RU2017122480A/ru
Publication of RU2017122480A3 publication Critical patent/RU2017122480A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677814C2 publication Critical patent/RU2677814C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-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
    • B21B1/22Metal-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
    • B21B1/227Surface roughening or texturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B21H8/005Embossing sheets or rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31FMECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/07Embossing, i.e. producing impressions formed by locally deep-drawing, e.g. using rolls provided with complementary profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44BMACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0047Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-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
    • B21B1/22Metal-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
    • B21B2001/228Metal-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 skin pass rolling or temper rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44BMACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02Dies; Accessories
    • B44B5/026Dies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49544Roller making
    • Y10T29/4956Fabricating and shaping roller work contacting surface element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам изготовления деформирующего инструмента (2), который имеет структурированную поверхность (4) тиснения, которая предназначена для пластической деформации подложки (1) посредством приведения в контакт с ней. Способ включает определение подлежащей изготовлению на подложке (1) целевой структуры, геометрическое искажение целевой структуры для получения структуры отображения тиснения, инвертирование структуры отображения тиснения для получения структуры тиснения для поверхности (4) тиснения, создание поверхности (4) тиснения деформирующего инструмента (2) в соответствии со структурой тиснения. Технический результат заключается в возможности достижения высокой степени деформации при улучшенном качестве оттиска. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу изготовления деформирующего инструмента, который имеет структурированную поверхность тиснения, которая предназначена для пластической деформации подложки посредством приведения в контакт с ней. Кроме того, изобретение относится к такому деформирующему инструменту.
Уровень техники
В процессах пластической деформации часто используются поверхности тиснения, например, поверхность рабочего валка в прокатном стане, с особо структурированной текстурой поверхностью. При этом цель состоит в выполнении оттиска посредством пластической деформации поверхности тиснения в соответствующей поверхности подложки. Такое тиснение, которое перекрывает возможную уже имеющуюся структуру шероховатости на поверхности материала и/или за счет процесса вблизи поверхности, может быть обусловлено оптическими, трибологическими, обусловленными материалом, соединительными причинами или их комбинацией.
Ниже приводится в качестве примера краткое пояснение хода процесса для тиснения поверхности металлических листов в так называемом способе дрессирования. При холодной прокатке используются валки с заданной шероховатостью, с целью выполнения условия захвата и условий смазки при деформации. Например, известно придание шероховатости последней паре валков стана холодной прокатки, с целью предотвращения склеивания поверхностей отдельных витков рулона при отжиге. Во время процесса прокатки делается оттиск шероховатости валков на металлический лист. После холодной прокатки металлические листы подвергаются отжигу, с целью обеспечения для последующей глубокой вытяжки требуемой деформируемости. По технологическим причинам лишь с трудом можно предотвращать изменение структуры поверхности во время отжига. Кроме того, после отжига металлический лист имеет ярко выраженный предел текучести, что может приводить при деформации к фигурам текучести. С помощью последующей прокатки металлического листа в дрессировочной клети могут быть уменьшены или исключены не желательные эффекты. Одновременно последующая прокатка используется для получения окончательной текстуры поверхности. Структура за счет дрессировочного валка накладывается на нанесенную посредством холодной прокатки и отжига структуру.
Для изготовления структуры тиснения, в частности, на дрессировочном валке, имеются различные способы; в том числе так называемое дробеструйное текстурирование (SBT), электроразрядное текстурирование (EDT), лазерное текстурирование (LT), электроннолучевое текстурирование (EBT), Pretex.
В JP Н05 92283 А приведено описание способа и устройства для обработки поверхности рабочего валка с помощью лазера.
При деформации подложки для образования структуры поверхности происходит пластическая деформация не только поверхности, но также этот процесс вызывает течение материала по меньшей мере вдоль одного другого основного направления. В случае процесса прокатки, происходит уменьшение толщины подложки, что приводит в первую очередь к удлинению. Удлинение является в большинстве случаев выпуклым и, кроме того, неизбежным. Оно приводит к вытяжке материала в направлении прокатки. Вытяжка поперек направления прокатки не происходит или едва происходит.
Удлинение или в целом деформация вдоль одного или нескольких основных направлений приводит к тому, что имеющаяся или нанесенная на поверхность структура геометрически искажается в соответствии с величиной деформации вдоль основных направлений (при прокатке в соответствии с мерой уменьшения толщины, соответственно удлинения). Например, первоначально круговая структура деформируется в эллипс, главная ось которого лежит параллельно направлению прокатки.
На качество оттиска может оказывать существенное отрицательное влияние обусловленное процессом искажение. Как правило, желательным является не искаженный оттиск, который, однако, получается лишь тогда, когда предотвращается деформация вдоль тех направлений, которые не принадлежат к текстурированию, т.е. вдоль указанных выше основных направлений. Таким образом, значительное противоречие при пластической деформации с текстурированием поверхности состоит в том, что высокое качество оттиска противоречит высокой степени деформации. Высокая степень деформации вдоль одного или нескольких основных направлений, т.е., например, сильное уменьшение толщины материала при постоянном массовом потоке приводит, в свою очередь, к повышению производительности. Таким образом, повышение производительности противоречит качеству получаемой текстуры поверхности.
Хотя проблема текстурирования поверхности представлена выше в основном применительно к процессу прокатки, как к примеру способа пластической деформации, трудности возникают также в других способах пластической механической деформации и в прерывистых процессах, к которым относятся ковка, тиснение, штамповка, плакировка и другие.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание деформирующего инструмента и способа его изготовления, с помощью которого обеспечивается возможность достижения высокой степени деформации при улучшенном качестве оттиска.
Задача решена с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения и с помощью деформирующего инструмента с признаками пункта 10 формулы изобретения. Предпочтительные модификации следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, приведенного ниже представления изобретения, а также из описания предпочтительных примеров выполнения.
Способ, согласно изобретению, служит для изготовления деформирующего инструмента, который имеет структурированную поверхность тиснения. Структурированная поверхность тиснения предназначена для приведения в контакт с поверхностью подложки для ее пластической деформации. В случае предпочтительного процесса прокатки подложка является, например, подлежащим прокатке металлическим листом, а в качестве поверхности тиснения можно рассматривать предпочтительно окружную поверхность рабочего валка, например, дрессировочного валка. Однако изобретение пригодно также для других способов деформации, таких как, например, ковка, тиснение, штамповка или плакировка.
Сначала определяется подлежащая изготовлению на подложке целевая структура, которая называется также текстурой. При этом речь идет о желательном, подлежащем изготовлению с помощью пластической деформации профиле поверхности. Целевая структура может быть представлена, например, однозначно в виде двумерной функции, в виде профиля из возвышений и впадин в зависимости от положения на поверхности. Предпочтительно, целевая структура является изотропной, т.е. по меньшей мере в определенном отношении независимой от направления. Определение целевой структуры может содержать также величину шероховатости (среднюю шероховатость, квадратическую шероховатость, усредненную глубину шероховатости, количество пиков и т.д.). Не желательное искажение целевой структуры проявлялось ранее особенно в структурах с высокой шероховатостью, соответственно с высокой степенью деформации. Эту проблему решает изобретение, и поэтому оно пригодно для целевых структур этого вида.
Целевая структура затем геометрически искажается, за счет чего получается структура, которая в данном тексте называется структурой отображения тиснения. Геометрическое искажение включает, в частности, сжимание и растяжение целевой структуры. Смысл этой трансформации состоит в компенсации неминуемой и в большинстве случаев желаемой деформации подложки вдоль одного или нескольких основных направлений. Основным направлением называется направление, которое не определяется профилированием, соответственно текстурированием, вдоль которого, тем не менее, происходит пластическая деформация подложки во время образования профиля. Если способ деформации является, например, указанным выше способом прокатки, то указанное основное направление соответствует направлению прокатки, поскольку вдоль направления прокатки происходит вытягивание или удлинение материала, которое происходит за счет действия прокатки, а не за счет собственно создания структуры. В противоположность этому, удлинение поперек направления прокатки (в плоскости подложки) не происходит или по меньшей мере едва происходит, так что в процессе прокатки можно исходить из деформации вдоль лишь одного основного направления. Другими словами, это означает, что плоская деформации происходит в направлении длины и толщины, но не в направлении ширины, так что относительно поверхности деформация происходит лишь в одном основном направлении, а именно, в продольном направлении. Однако в общем случае деформация может происходить вдоль нескольких основных направлений. Таким образом, геометрическая трансформация компенсирует в случае прокатки удлинением подложки в направлении прокатки. Когда, например, целевая структура состоит из множества кругов, то они в рамках геометрического искажения осознанно и желаемым образом сжимаются в эллипсы, при этом их главные оси лежат поперек направления прокатки.
Затем структура отображения тиснения инвертируется, за счет чего получается структура, которая называется структурой тиснения. Затем изготавливается поверхность тиснения деформирующего инструмента в соответствии с полученной так структурой тиснения. Другими словами, структура тиснения является той структурой, которой должна быть снабжена поверхность тиснения деформирующего инструмента.
Изобретение обеспечивает возможность высокой степени тиснения с инструмента на подложку, без создания непреднамеренных искажений целевой текстуры. Может быть реализована большая шероховатость, без отрицательного влияния на качество целевой структуры. В частности, с помощью представленного способа можно создавать регулярные и/или изотропные структуры с высокой степенью деформации. В отличие от стохастических структур, в которых искажение непосредственно заметно. Для повышения качества в прошлом требовались большие диаметры валка, небольшие степени деформации и/или другие имеющие недостатки технические решения. Эти проблемы решает изобретение. В частности, оно способствует улучшению качества поверхности относительно оптических, трибологических, технологических относительно материала и сопряжения свойств и/или их комбинаций. Все это реализуемо в соединении с высокими степенями деформации, соответственно тиснения, за счет чего достигается повышение производительности без конструктивного изменения деформирующей установки. Таким образом, изобретение реализуемо с небольшими модификациями инструмента.
Предпочтительно, целевая структура описывается передаточной функцией, параметры или аргументы которой содержат структуру тиснения и один или несколько параметров процесса. При этом параметры процесса описывают характеристики деформации подложки во время пластической деформации вдоль одного или нескольких основных направлений. Обозначение «параметры процесса» в данном тексте понимается в общем виде, и включает как параметры подлежащей обработке подложки, так и параметры, которые описывают свойства деформирующего инструмента. Например, деформация вдоль одного основного направления может зависеть от толщины подложки, например, толщины металлического листа или толщины полосы при прокатке. Кроме того, деформируемость может зависеть от предела текучести материала. Геометрический размер, например, в процессе прокатки диаметр валка, может также влиять на характеристики деформации подложки. Чем больше диаметр валка, тем меньше удлинение в направлении прокатки. Другими параметрами, которые могут быть важными в этом отношении, являются скорость тиснения, например, скорость прокатки в процессе прокатки, натяжение вдоль одного или нескольких основных направлений при деформации, коэффициент трения между инструментом тиснения и подложкой и/или другая мера для удлинения материала.
Предпочтительно, структура тиснения имеет анизотропное геометрическое свойство, пандан которого в целевой структуре является изотропным. При этом структура тиснения может быть предусмотрена в целом анизотропной, т.е. зависящей от направления (аналогичным образом целевая структура может быть в целом изотропной, т.е. независимой от направления), или лишь одно или несколько геометрических свойств структуры могут быть анизотропными, соответственно изотропными. Когда, например, целевая структура выполнена из множества кругов, то эти круги могут быть распределены анизотропно. Несмотря на это, структура будет иметь соответствующее изотропное свойство, а именно, круги. В структуре тиснения эти круги были сжаты в эллипсы.
Для изготовления поверхности тиснения пригодны так называемое дробеструйное текстурирование (SBT), электроразрядное текстурирование (EDT), лазерное текстурирование (LT), электроннолучевое текстурирование (EBT), Pretex. При дробеструйном текстурировании макроскопические твердые частицы ускоряются с помощью центробежного колеса на поверхность тиснения. При попадании на поверхность тиснения твердые частицы деформируют пластически поверхность и, возможно, выбивают материал. Шероховатость можно регулировать за счет скорости центробежного колеса, применяемых для струйной обработки средств, твердости поверхности тиснения, расхода средств для струйной обработки и/или длительности обработки. При элетроразрядном текстурировании к предпочтительно движущейся поверхности тиснения (например, к вращающейся поверхности валка) приближаются электроды без соприкосновения с ней. С помощью импульса высокого напряжения электрического генератора возникает достаточно высокая сила электрического поля между электродом и подложкой, так что в диэлектрике между обоими полюсами возникает искровой разряд. В плазме образующейся электродуги течет ток горения.
Небольшая зона поверхности тиснения плавится. В диэлектрике образуются газовые пузыри. При выключении импульсов эрозии взрываются газовые пузыри, и расплавленный материал выбрасывается. Шероховатость можно регулировать, наряду с твердостью поверхности тиснения, с помощью таких параметров как напряжение, ток, время управления и расстояния электродов. По сравнению с SBT, можно с помощью EDT изготавливать большее количество вершин и меньшую шероховатость с более высокой воспроизводимостью. При лазерном текстурировании лазерный луч фокусируется на поверхности тиснения и расплавляет небольшую зону поверхности. Прерывательный диск или подходящее электронное управление прерывает луч, и расплав с помощью давления плазмы и инертного газа сдувается. При этом расплав либо собирается в утолщение вокруг края кратера, либо скапливается на стороне кратера и там затвердевает. Для регулирования шероховатости используются, например, мощность лазера, подача лазерного луча, скорость вращения прерывателя, а также инертный газ. При электроннолучевом текстурировании для плавления материала поверхности тиснения применяется электронный луч. Часть расплавленного материала испаряется, так что давление пара собирает расплав в кольцо вокруг кратера. В способе Pretex поверхность тиснения подвергается электролитическому твердому хромированию. Управление напряжением между анодом и служащей в качестве катода поверхностью тиснения приводит к тому, что на поверхности осаждаются имеющие форму части шара структурные элементы.
Кроме того, изобретение относится к деформирующему инструменту, который имеет структурированную поверхность тиснения, которая предназначена для приведения в контакт с поверхностью подложки для ее пластической деформации, при этом деформирующий инструмент изготовлен в соответствии со способом, согласно изобретению, и/или одной из его предпочтительных модификаций. В частности, структура поверхности тиснения деформирующего инструмента имеет предпочтительно анизотропное геометрическое свойство. Когда поверхность тиснения является частью рабочего валка, то структура поверхности тиснения имеет предпочтительно множество имеющих эллиптическую форму образований, главные оси которых лежат поперек направления прокатки. Предпочтительно, главные оси всех имеющих эллиптическую форму образований поверхности тиснения лежат поперек направления прокатки.
Хотя данное изобретение используется в области инструментов для пластической деформации и образования структуры, в частности рабочих валков, соответственно дрессировочных валков, изобретение может быть реализовано при необходимости в других областях. Кроме того, другие преимущества и признаки данного изобретения следуют из приведенного ниже описания предпочтительных примеров выполнения. Указанные там признаки могут быть реализованы по отдельности или в комбинации с одним или несколькими названными выше признаками, если признаки не противоречат друг другу. Ниже приводится описание предпочтительных примеров выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж.
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 схематично показано выполнение процесса дрессировочной прокатки, в котором с помощью структурированной поверхности тиснения рабочего валка на металлической полосе выполняется пластическое тиснение структуры.
Подробное описание предпочтительных примеров выполнения
Ниже приводится в качестве примера подробное описание примеров выполнения со ссылками на чертеж. Следует отметить, что примеры выполнения, описание которых приводится здесь, не должны ограничивать изобретение, и служат для пояснения изобретения, при этом указанные признаки или комбинации признаков примеров выполнения не всегда должны быть существенными для изобретения.
На фиг. 1 схематично показан процесс дрессирования металлической полосы, соответственно металлического листа 1, который является примером подложки. Позицией 1 обозначена не только металлическая полоса, а также ее структура поверхности, которая может присутствовать перед дрессированием на входе прокатного стана 2. Металлическая полоса 1 имеет в этом месте, наряду с поверхностной структурой, которая обозначается в последующем как ОЕ, толщину h и предел текучести kf.
С помощью прокатного стана 2 на одну или обе поверхности металлической полосы 1 наносится подходящая геометрическая структура, соответственно текстура, в комбинированном процессе тиснения и уменьшения толщины. Другими словами, в прокатном стане 2 происходит не только тиснение структуры в поверхности металлической полосы, но полоса дополнительно подвергается удлинению, которое связано с уменьшением толщины. Таким образом, наряду с собственно текстурированием, происходит деформация вдоль одного другого основного направления, в данном случае в продольном направлении и направлении транспортировки полосы 1. За счет выполнения этих обеих стадий процесса (удлинения и придания структуры) совместно, может быть повышена производительность процесса обработки. Кроме того, могут быть реализованы текстуры поверхности с более высокой степенью деформации, соответственно более высокой шероховатостью, которые не могут быть реализованы без такой сопровождающей деформации вдоль одного или нескольких основных направлений или могут быть реализованы с большими затратами, например, со значительным увеличением диаметра валка. В данном примере рабочий валок 3, т.е. тот валок, который имеет поверхность тиснения с определенной структурой поверхности и выдавливает ее в подложке 1, имеет диаметр лишь примерно 400 мм. Естественно, что возможны также другие диаметры. Например, успешно проведены испытания с диаметром валка примерно 230 мм. Важным является понимание того, что возможно тиснение с помощью валков сравнительно небольшого диаметра и качеством тиснения, которое до настоящего времени было достижимо с помощью валков большего диаметра. Диаметр рабочего валка обозначен буквой D. Кроме того, следует отметить, что возможно тиснение с помощью нескольких рабочих валков, если тиснение необходимо наносить на обе стороны полосы, или если подлежащий изготовлению узор требует несколько стадий тиснения.
Рабочий валок 3 имеет поверхность тиснения, которая обозначена на фиг. 1 позицией 4. Поверхность 4 тиснения имеет структуру, которая должна вдавливаться в подложку 1. Структура поверхности 4 тиснения может быть описана функцией, которая обозначается в последующем OW.
Результирующая текстура поверхности в качестве той структуры, которая в конечном итоге имеется на подложке 1 на выходе прокатного стана 2, является не только функцией OW, но также зависит от других параметров процесса, например, от удлинения ε на основании уменьшения толщины за счет прокатки, скорости v прокатки, натяжения FE полосы на входе, натяжения FA полосы на выходе и трения μ в зазоре между валками. Один или несколько этих параметров определяют удлинение полосы вдоль направления транспортировки полосы. При этом речь идет о деформации, которая искажает заданную поверхностью 4 тиснения рабочего валка 3 структуру, за счет чего обычно имеется непреднамеренная анизотропия структуры на выходе полосы.
Структура 5 поверхности, которая имеется после стадии прокатки, т.е. на выходе прокатного стана 2, описывается функцией ОА. Функция ОА имеет обычно следующий вид:
ОА=f(OW;OE,D,h,kf,ε,FE,FA,μ) (1)
Обозначения «изотропия» и «анизотропия» относятся в данном тексте по меньшей мере к одному или нескольким свойствам, которые идентифицируемы в целевой структуре 5 и могут сравниваться друг с другом. Когда поверхность 4 тиснения рабочего валка 3 имеет, например, круги, которые приводят к появлению на поверхности 5 полосы на выходе прокатного стана 2 эллипсов с параллельной направлению транспортировки главной осью, то структура OW искажена анизотропно.
Для обеспечения возможности уменьшения степени анизотропии, в общем виде искажения, при прокатке, можно, как указывалось выше, увеличивать диаметр валка, или же можно, например, увеличивать трение в зазоре между валками. Обе возможности связаны с техническими и/или экономическими недостатками, такими как, например, значительное увеличение установки и большая потребность в энергии.
Представленное ниже техническое решение подходит к проблеме с другой стороны. Применительно к прокатному стану 2, желаемая структура ОА поверхности алюминиевой полосы 1 создается независимо от степени деформации с помощью рабочего валка 3, за счет выбора сжатой, в общем искаженной, текстуры OW поверхности. Искаженная, в большинстве случаев анизотропная текстура 4 поверхности рабочего валка 3 выбирается в виде функции, обратной передаточной функции ОА и применяется к желательной целевой текстуре OW. Структура, которую определяет передаточная функция ОА, называется в данном тексте структурой отображения тиснения. Происходит комбинированный процесс тиснения и уменьшения толщины с помощью рабочего валка 3 с подходящим образом искаженной структурой тиснения, за счет чего на основании удлинения полосы 1 получается желаемая целевая структура. Вид и степень геометрического искажения узора на поверхности 4 тиснения выбирается так, что оно соответствует инверсной функции ОА передачи на подложку 1:
ОW=f-1(OА;OE,D,h,kf,ε,FE,FA,μ) (2)
Возможная тонкая юстировка свойств оттиска с рабочего валка 3 или, в целом, с инструмента на подложку 1 может быть реализована посредством изменения других параметров процесса, например, натяжений FE и FA полосы на входе и выходе, удлинения ε, скорости v валка и/или трения μ в зазоре между валками (за счет смазки).
Примеры выполнения передаточной функции простого растяжения
ОА представлена высотным профилем zA(x,y)
OW представлена высотным профилем zW (x,y)
x: направление прокатки
y: направление ширины
zA(x,y)=-zW(x/(1+C2*ε),y)/C1
с коэффициентами С12>0, которые могут зависеть от других условий процесса, таких как h и μ.
Инверсия имеет вид:
zW(x,y)=-C1*zA(x*(1+C2*ε),y)
Тонкая юстировка, например, с помощью удлинения ε и натяжения FE полосы на входе выглядит следующим образом:
ΔОА=[∂f(OW;OE,D,h,kf,ε,FE,FA,μ)/∂ε]Δε +
[∂f(OW;OE,D,h,kf,ε,FE,FA,μ)/∂FE]ΔFE
После определения таким образом структуры тиснения, можно изготавливать поверхность тиснения, для этого имеются в распоряжении различные способы, такие как, например, дробеструйное текстурирование (SBT), электроразрядное текстурирование (EDT), лазерное текстурирование (LT), электроннолучевое текстурирование (EBT), Pretex.
При возможности можно комбинировать все отдельные признаки, которые представлены в примерах выполнения, друг с другом или заменять друг на друга, без выхода за объем изобретения.
Перечень позиций
1 Подложка на входе полосы
2 Прокатный стан
3 Рабочий валок
4 Поверхность тиснения
5 Подложка с целевой структурой на выходе полосы

Claims (17)

1. Способ изготовления деформирующего инструмента (2), который имеет структурированную поверхность (4) тиснения, предназначенную для пластической деформации подложки (1) посредством приведения в контакт с ней, включающий:
определение подлежащей изготовлению на подложке (1) целевой структуры;
геометрическое искажение целевой структуры для получения структуры отображения тиснения;
инвертирование структуры отображения для получения структуры тиснения для поверхности (4) тиснения;
создание поверхности (4) тиснения деформирующего инструмента (2) в соответствии со структурой тиснения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целевую структуру описывают передаточной функцией (ОА), параметры которой содержат структуру тиснения и один или несколько параметров процесса.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что один или несколько параметров процесса описывают характеристики деформации подложки (1) во время пластической деформации вдоль одного или нескольких основных направлений.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что параметры процесса содержат по меньшей мере один из следующих параметров, включающих толщину подложки, предел текучести подложки (1), геометрическую величину поверхности (4) тиснения, удлинение подложки (1) при деформации вдоль по меньшей мере основного направления при деформации, коэффициент трения между поверхностью (4) тиснения и подложкой (1).
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что деформирующий инструмент (2) содержит рабочий валок (3), предпочтительно дрессировочный валок.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что целевую структуру описывают передаточной функцией, параметры которой содержат структуру тиснения и по меньшей мере один из следующих параметров процесса, включающих толщину подложки, предел текучести, диаметр рабочего валка (3), удлинение подложки (1) вдоль направления прокатки, скорость прокатки, натяжение подложки на входе рабочего валка (3), натяжение подложки на выходе рабочего валка (3), трение в зазоре между валками.
7. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что подложка является листом, предпочтительно металлическим листом.
8. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что структура тиснения имеет анизотропное свойство, пандан которого в целевой структуре является изотропным.
9. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что поверхность (4) тиснения изготавливают путем по меньшей мере одного из следующих способов, включающих SBT, EDT, LT, EBT, Pretex.
10. Деформирующий инструмент (2), имеющий структурированную поверхность (4) тиснения, которая предназначена для приведения в контакт с поверхностью подложки (1) для ее пластической деформации, отличающийся тем, что
деформирующий инструмент (2) изготовлен по любому из пп. 1-9, причем
деформирующий инструмент (2) имеет рабочий валок (3), поверхность которого имеет поверхность (4) тиснения, а
структура поверхности (4) тиснения имеет множество имеющих форму эллипса образований, главные оси которых лежат поперек направления прокатки.
RU2017122480A 2014-11-28 2015-10-21 Текстурирование поверхности деформирующего инструмента RU2677814C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014224413 2014-11-28
DE102014224413.7 2014-11-28
DE102014226970.9A DE102014226970A1 (de) 2014-11-28 2014-12-23 Oberflächentexturierung von Umformungswerkzeugen
DE102014226970.9 2014-12-23
PCT/EP2015/074288 WO2016083026A1 (de) 2014-11-28 2015-10-21 Oberflächentexturierung von umformungswerkzeugen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017122480A RU2017122480A (ru) 2018-12-28
RU2017122480A3 RU2017122480A3 (ru) 2018-12-28
RU2677814C2 true RU2677814C2 (ru) 2019-01-21

Family

ID=55967835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122480A RU2677814C2 (ru) 2014-11-28 2015-10-21 Текстурирование поверхности деформирующего инструмента

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10864565B2 (ru)
EP (1) EP3223970B1 (ru)
JP (1) JP6574993B2 (ru)
KR (1) KR102042025B1 (ru)
CN (1) CN107000000A (ru)
DE (1) DE102014226970A1 (ru)
ES (1) ES2726917T3 (ru)
PL (1) PL3223970T3 (ru)
RU (1) RU2677814C2 (ru)
WO (1) WO2016083026A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112018010595B1 (pt) * 2015-12-04 2023-04-18 Arconic Technologies Llc Método de aplicação de textura a uma folha metálica
JP6948540B1 (ja) * 2021-01-27 2021-10-13 株式会社田中製作所 ラベルカッターユニット、刃体、刃体の製造方法、刃体の製造装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2840702A1 (de) * 1977-09-22 1979-04-05 Centre Rech Metallurgique Verfahren und vorrichtung zur qualitaetsverbesserung von stahlfeinblechen
JPH0592283A (ja) * 1991-09-30 1993-04-16 Kawasaki Steel Corp レーザ加工方法及びその装置
EP0619351A1 (de) * 1993-04-06 1994-10-12 Alusuisse-Lonza Services Ag Verfahren zum Verbinden von Komponenten aus Metall
RU2144441C1 (ru) * 1993-09-17 2000-01-20 Сидмар Н.В. Способ и устройство для производства металлических холоднокатаных листов или полос, полученные металлические листы или полосы
RU2158639C2 (ru) * 1994-03-30 2000-11-10 Сидмар Н.В. Способ и устройство для производства металлических листов или полос и металлические листы или полосы
US20050066701A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 Halliday James W. Method for making a metal sheet having a decorative pattern

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4824628B1 (ru) * 1970-03-30 1973-07-23
JPS5234758B1 (ru) 1971-01-31 1977-09-05
JPS5234758A (en) * 1975-09-12 1977-03-16 Seiko Instr & Electronics Ltd Process for the fabrication of a character plate
JPS602923B2 (ja) * 1976-10-30 1985-01-24 住友金属工業株式会社 模様付き鋼板の製造法
JPS58218348A (ja) 1982-06-12 1983-12-19 Kawasaki Steel Corp 薄鋼板連続鋳造装置
JPS6199902A (ja) 1984-10-19 1986-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ピツクアツプア−ム昇降装置
JPS6376722A (ja) 1986-09-18 1988-04-07 Ig Tech Res Inc 連続エンボス加工ロ−ル装置
JP2581807B2 (ja) 1989-09-20 1997-02-12 日産自動車株式会社 プレス型の製造方法
WO1992001973A2 (en) * 1990-07-20 1992-02-06 Mcgrew Stephen P Embossing tool
JPH04200908A (ja) 1990-11-30 1992-07-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 冷間圧延用ワークロールと冷間圧延方法
CN1087846A (zh) 1993-08-12 1994-06-15 中国科学院力学研究所 表面带有特殊形貌与图案的冷轧薄钢板及其生产方法
US5789066A (en) 1994-09-16 1998-08-04 Sidmar N.V. Method and device for manufacturing cold rolled metal sheets or strips and metal sheets or strips obtained
JP3169787B2 (ja) 1995-03-13 2001-05-28 本田技研工業株式会社 板材のプレス成形方法
JP3405090B2 (ja) * 1996-09-26 2003-05-12 トヨタ自動車株式会社 プレス型の製作方法
JP4121050B2 (ja) * 1998-09-04 2008-07-16 日新製鋼株式会社 エンボス模様付き金属帯の製造方法及び製造装置
US7213434B2 (en) 2001-12-26 2007-05-08 Showa Denko K.K Method for manufacturing universal joint yoke, forging die and preform
EP1344580A1 (de) * 2002-03-12 2003-09-17 Alcan Technology & Management Ltd. Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Aluminiumbandes mit texturierter Oberfläche
JP4599855B2 (ja) 2004-03-04 2010-12-15 Jfeスチール株式会社 冷延鋼板の製造方法及び圧延用ロール表面の調整方法
CN201150928Y (zh) 2007-12-18 2008-11-19 本钢板材股份有限公司 一种花纹轧辊
JP5042871B2 (ja) * 2008-01-30 2012-10-03 日立電線株式会社 金属箔材の製造方法
JP5234758B2 (ja) 2008-07-28 2013-07-10 矢崎エナジーシステム株式会社 タクシーメータ
GB2504282A (en) * 2012-07-24 2014-01-29 Royal Mint Ltd Method of manufacturing a coining die
JP6376722B2 (ja) 2013-02-15 2018-08-22 エイブリック株式会社 電池電圧検出回路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2840702A1 (de) * 1977-09-22 1979-04-05 Centre Rech Metallurgique Verfahren und vorrichtung zur qualitaetsverbesserung von stahlfeinblechen
JPH0592283A (ja) * 1991-09-30 1993-04-16 Kawasaki Steel Corp レーザ加工方法及びその装置
EP0619351A1 (de) * 1993-04-06 1994-10-12 Alusuisse-Lonza Services Ag Verfahren zum Verbinden von Komponenten aus Metall
RU2144441C1 (ru) * 1993-09-17 2000-01-20 Сидмар Н.В. Способ и устройство для производства металлических холоднокатаных листов или полос, полученные металлические листы или полосы
RU2158639C2 (ru) * 1994-03-30 2000-11-10 Сидмар Н.В. Способ и устройство для производства металлических листов или полос и металлические листы или полосы
US20050066701A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 Halliday James W. Method for making a metal sheet having a decorative pattern

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017122480A (ru) 2018-12-28
KR20170073668A (ko) 2017-06-28
WO2016083026A1 (de) 2016-06-02
CN107000000A (zh) 2017-08-01
US20170320114A1 (en) 2017-11-09
EP3223970B1 (de) 2019-02-20
ES2726917T3 (es) 2019-10-10
KR102042025B1 (ko) 2019-11-07
JP2018504279A (ja) 2018-02-15
RU2017122480A3 (ru) 2018-12-28
PL3223970T3 (pl) 2019-07-31
US10864565B2 (en) 2020-12-15
EP3223970A1 (de) 2017-10-04
DE102014226970A1 (de) 2016-06-02
JP6574993B2 (ja) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2677814C2 (ru) Текстурирование поверхности деформирующего инструмента
CN102814325A (zh) 一种大规格细晶镁合金板材的轧制方法
JP2007516352A (ja) 多方向変形によってスパッタリング物品を形成する方法
JP5833892B2 (ja) 曲げ加工の異方性が少なく耐応力緩和特性に優れた異形断面銅合金板及びその製造方法
JP2013087309A (ja) 曲げ加工の異方性の少ない異形断面銅合金板及びその製造方法
CN107299302B (zh) 一种提高金属梯度结构强度和塑性匹配度的方法
JP2008254061A (ja) 調質圧延時の圧延安定性を高めた鋼板の冷間圧延方法、冷間圧延設備、及びその方法に使用する冷延鋼板
US20170165728A1 (en) Textured work roll for a metal substrate
KR20130122797A (ko) 압연 동박
RU2071990C1 (ru) Способ термомеханической обработки полосы
CN104593719B (zh) 靶材的制作方法
JP4599855B2 (ja) 冷延鋼板の製造方法及び圧延用ロール表面の調整方法
JP2006257528A (ja) 深絞り加工性に優れた純モリブデンまたはモリブデン合金からなる薄板の製造方法
JPH09176809A (ja) マクロ模様のないチタンまたはチタン合金板の製造方法
CN108796405A (zh) 一种提高牙种植体用丝材强度的方法
JP4096627B2 (ja) 調質圧延機および極薄鋼板の調質圧延方法
JPH0366404A (ja) 冷間圧延ロールの粗面化方法
CN107234402A (zh) 一种降低梯度结构金属板表面粗糙度的方法
RU2183515C1 (ru) Способ дрессировки горячекатаного стального листа
JP2006167782A (ja) 缶用素材鋼板の冷間圧延方法
Shestakov et al. Formation of the microgeometry of the body surface of cylindrical work rolls during texturing and mat finishing of precision strips
JP5928396B2 (ja) 冷間圧延用高炭素熱延鋼板の製造方法
JPS61115605A (ja) 深絞り成形加工用銅および銅合金板
JP2002155349A (ja) チタン板の製造方法
JP2002012931A (ja) 表面性状に優れたチタン板およびその製造方法