TWI840108B - 金屬胚軋延方法及其系統 - Google Patents

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郭士綱
李淑芬
洪永文
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Abstract

本發明提供了金屬胚軋延方法及其系統。金屬胚軋延方法包含:加工一待軋延金屬胚,使該軋延金屬胚的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊及一底邊,該頂邊與該底邊相對,其中該待軋延金屬胚在該頂邊處具有一第一厚度,該待軋延金屬胚在該底邊處具有一第二厚度,且該第二厚度大於該第一厚度;以及將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延。

Description

金屬胚軋延方法及其系統
本發明係關於金屬軋延領域,特別是一種金屬胚軋延方法及其系統。
在目前的產業中,金屬進行軋延時,採用不同的裁減率會得到不同微觀組織的成品,也就是說以不同的裁減率進行軋延,所得到的成品的晶粒尺寸會有所不同。一般而言,在單次軋延的情況下,裁減率越大成品的晶粒尺寸會越小。請參照第1圖,裁減率是由剖面成長方形的金屬胚(1a、1b、1c)的厚度(Ta、Tb、Tc)及軋延機的上軋延輥2a及下軋延輥2b之間的軋延間隙G所決定。以第1圖為例來說明,若上軋延輥2a及下軋延輥2b之間的軋延間隙G為108毫米(mm),在狀況(a)中,金屬胚1a的厚度Ta為120毫米(mm),因此狀況(a)的裁減率為(Ta-G)/Ta,即(120-108)/120,也就是0.1;同理,在狀況(b)中,金屬胚1b的厚度Tb為135毫米(mm),因此狀況(b)的裁減率為(135-108)/135,也就是0.2;同理,在狀況(c)中,金屬胚1c的厚度Tc為154毫米(mm),因此狀況(c)的裁減率為(154-108)/154,也就是0.3。
然而,現行技術僅能以單一裁減率來處理在單一厚度的金屬胚,進而獲得具有單一微觀組織(晶粒尺寸)的成品。若為了得到特定晶粒尺寸的成品時,就需要靠大量的試驗及檢測才能獲得最合適的裁減率,這需大量試驗及檢測的所耗費的時間就會大幅度的增加開發時程。
故,有必要提供一種金屬胚軋延方法及其系統,以解决習用技術所存在的問題。
本發明的目的在於提供一種金屬胚軋延方法及其系統,其通過一次軋延就可以在軋延後的金屬胚上,獲得多個裁減率及對應的多個裁減率的多個微觀組織(晶粒尺寸),藉此可以大幅度地減少軋延試驗,進而縮短產品開發時程。
為了達成上述目的,本發明提供了一種金屬胚軋延方法,其包含下列步驟:加工一待軋延金屬胚,使該軋延金屬胚的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊及一底邊,該頂邊與該底邊相對,其中該待軋延金屬胚在該頂邊處具有一第一厚度,該待軋延金屬胚在該底邊處具有一第二厚度,且該第二厚度大於該第一厚度;以及將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延。
在本發明的一實施例中,將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延。
在本發明的一實施例中,該軋延間隙等於該第一厚度。
在本發明的一實施例中,該金屬胚軋延方法,還包括:計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的多個位置的多個軋延裁減率;以及檢測對應該些位置的多個晶粒尺寸。
在本發明的一實施例中,計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的該些位置的該些軋延裁減率,還包含:計算該待軋延金屬胚的一底邊軋延裁減率,其中該底邊軋延裁減率為該第二厚度減去該第一厚度後除以該第二厚度,且該底邊軋延裁減率的一範圍為0至0.4。
在本發明的一實施例中,計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的該些位置的該些軋延裁減率,還包含:計算該頂邊與該底邊之間的一第三位置的一第三軋延裁減率,該第三位置具有一第三厚度,該第三軋延裁減率為該第三厚度減去該第一厚度後除以該第三厚度。
在本發明的一實施例中,該軋延機的一工作溫度的一範圍為25度至500度。
在本發明的一實施例中,該待軋延金屬胚是一鋁金屬胚。
本發明還提供了一種金屬胚軋延系統,其包含:一加工站點,用以加工一待軋延金屬胚,使該軋延金屬胚的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊及一底邊,該頂邊與該底邊相對,其中該待軋延金屬胚在該頂邊處具有一頂邊厚度,該待軋延金屬胚在該底邊處具有一底邊厚度,且該底邊厚度大於該頂邊厚度;以及一軋延站點,用以將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延。
在本發明的一實施例中,該金屬胚軋延系統,還包含:一計算站點,用以計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的多個位置的多個軋延裁減率;以及一檢測站點,用以檢測對應該些位置的多個晶粒尺寸。
如上所述,本發明所提供的金屬胚軋延方法及其系統,加工待軋延金屬胚使其具有梯形剖面,其中梯形的頂邊的第一厚度大於梯形的底邊的第二厚度,接著將頂邊穿過上軋延輥與下軋延輥之間的軋延間隙來進行軋延。如此一來,通過一次軋延就可以在軋延後的金屬胚上,獲得多個裁減率及對應的多個裁減率的多個微觀組織(晶粒尺寸),藉此可以大幅度減少軋延試驗,進而縮短產品開發時程。
爲了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂,下文將特舉本發明較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。再者,本發明所提到的方向用語,例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用以說明及理解本發明,而非用以限制本發明。
請參照第2圖至第4圖,第2圖是本發明實施例的一種金屬胚軋延方法的一步驟流程圖。第3圖是第2圖實施例中的一細部步驟流程圖。第4A圖至第4C圖是應用本發明實施例的一示意圖。本發明實施例提供了一種金屬胚軋延方法100,其包含下列步驟:
步驟S110,加工一待軋延金屬胚10,使該待軋延金屬胚10的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊12及一底邊14,該頂邊12與該底邊14相對,其中該待軋延金屬胚10在該頂邊12處具有一第一厚度T1,該待軋延金屬胚10在該底邊14處具有一第二厚度T2,且該第二厚度T2大於該第一厚度T1。該梯形具有一第一腰邊16及一第二腰邊18,該第一腰邊16與該第二腰邊18相對,該第一腰邊16與該第二腰邊18分別連接該頂邊12與該底邊14,該第一腰邊16與該頂邊12之間的內角為一第一頂角A1,該第一腰邊16與該底邊14之間的內角為一第一底角A2,且該第一頂角A1與該第一底角A2皆呈現90度。應當理解的是,在其它實施例中,該第一頂角A1與該第一底角A2也可以呈現其它角度。該待軋延金屬胚10可以是一鋁金屬胚或是其他適於軋延製成的金屬。
步驟S120,將該待軋延金屬胚10送往一軋延機20,該軋延機20具有一上軋延輥22及一下軋延輥24,該上軋延輥22與該下軋延輥24相對,該上軋延輥22與該下軋延輥24之間具有一軋延間隙G,其中該頂邊12穿過該軋延間隙G以進行軋延。該軋延間隙G可以等於該第一厚度T1。應當理解的是,在其它實施例中,該軋延間隙G可以小於該第一厚度T1,甚至該軋延間隙G可以大於該第一厚度T1。此外,該軋延機20的一工作溫度的一範圍為攝氏25度至500度,例如在攝氏280度、攝氏280度或攝氏500度。應當理解的是,該軋延機20的工作溫度可以取決於該待軋延金屬胚10的材質及採用的製程來進行調整。
步驟S130,計算該待軋延金屬胚10在該頂邊12與該底邊14之間的多個位置(例如,位置N1至位置N9)的多個軋延裁減率。在步驟S130中還可以包含:步驟S132,計算該待軋延金屬胚10的一底邊軋延裁減率,其中該底邊軋延裁減率為該第二厚度T2減去該第一厚度T1後除以該第二厚度T2,且該底邊軋延裁減率的一範圍為0至0.4;及步驟S134,計算該頂邊12與該底邊14之間的一第三位置(例如,位置N1至位置N9)的一第三軋延裁減率,該第三位置具有一第三厚度T3(例如在位置N5的厚度),該第三軋延裁減率為該第三厚度T3減去該第一厚度T1後除以該第三厚度T3。
步驟S140,檢測對應該些位置(例如,位置N1至位置N9)的多個晶粒尺寸。
以第4A圖至第4C圖為例來說明,在第4A圖中,加工後該待軋延金屬胚10呈梯形,梯形的頂邊12的具有第一厚度T1,梯形的底邊14具有第二厚度T2,其中第一厚度T1為108毫米(mm),第二厚度T2為154毫米(mm)。第一腰邊16與頂邊12之間的內角為第一頂角A1,第一腰邊16與底邊14之間的內角為第一底角A2,並且在第4A圖的是示例中,第一頂角A1與第一底角A2皆呈現90度。如第4B圖所示,頂邊12朝向軋延機20開始軋延,也就是頂邊12會先穿過上軋延輥22與下軋延輥24之間的軋延間隙G,最後底邊14才穿過上軋延輥22與下軋延輥24之間的軋延間隙G。如第4C圖所示,計算在頂邊12與底邊14之間的位置N1至位置N9處(即,第三位置)各自的軋延裁減率(即,第三軋延裁減率),並且檢測位置N1至位置N9各位置的微觀組織(晶粒尺寸)。例如,在位置N2、位置N4、位置N6處的晶粒尺寸分別為晶粒號數2、晶粒號數4、晶粒號數6,當需要晶粒號數4的產品時,就可以採用位置N4處所對應的軋延裁減率來進行生產。這樣一來,應用本發明實施例,通過一次軋延就可以獲得多個裁減率及對應的多個裁減率的多個微觀組織(晶粒尺寸),大幅度地減少軋延試驗,進而縮短產品開發時程。
請參照第5圖,第5圖是本發明實施例的一種金屬胚軋延系統的一結構示意圖。本發明實施例提供了一種金屬胚軋延系統200,其包含:一加工站點210、一軋延站點220、一計算站點230及一檢測站點240。該金屬胚軋延系統200可以執行如上述金屬胚軋延方法100的步驟,技術細節可以參照與金屬胚軋延方法100相關的說明,在此不再贅述。
該加工站點210用以加工一待軋延金屬胚10,使該待軋延金屬胚10的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊12及一底邊14,該頂邊12與該底邊14相對,其中該待軋延金屬胚10在該頂12邊處具有一頂邊厚度T1,該待軋延金屬胚10在該底邊14處具有一底邊厚度T2,且該底邊厚度T2大於該頂邊厚度T2。
該軋延站點220用以將該待軋延金屬胚10送往一軋延機20,該軋延機20具有一上軋延輥22及一下軋延輥24,該上軋延輥22與該下軋延輥24相對,該上軋延輥22與該下軋延輥24之間具有一軋延間隙G,其中該頂邊12穿過該軋延間隙G以進行軋延。
該計算站點230用以計算該待軋延金屬胚10在該頂邊12與該底邊14之間的多個位置(例如,第4C圖中的位置N1至位置N9)的多個軋延裁減率。
該檢測站點240用以檢測對應該些位置的多個晶粒尺寸。
通過該加工站點210形成剖面為梯形的該軋延金屬胚10,該軋延金屬胚10在該軋延站點220進行軋延,軋延時該頂邊12先穿過該上軋延輥22與該下軋延輥24之間具有該軋延間隙G。接著,在該計算站點230可以獲得多個位置的多個軋延裁減率,在該檢測站點240可以獲得對應該些位置的多個晶粒尺寸。如此一來,應用該金屬胚軋延系統200就可以通過一次軋延就可以獲得多個裁減率及對應的多個裁減率的多個微觀組織(晶粒尺寸),大幅度地減少軋延試驗,進而縮短產品開發時程。
如上所述,本發明所提供的金屬胚軋延方法及其系統,加工待軋延金屬胚使其具有梯形剖面,其中梯形的頂邊的第一厚度大於梯形的底邊的第二厚度,接著將頂邊穿過上軋延輥與下軋延輥之間的軋延間隙來進行軋延。如此一來,通過一次軋延就可以在軋延後的金屬胚上,獲得多個裁減率及對應的多個裁減率的多個微觀組織(晶粒尺寸),藉此可以大幅度減少軋延試驗,進而縮短產品開發時程。
雖然本發明已以較佳實施例揭露,然其並非用以限制本發明,任何熟習此項技藝之人士,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。
1a:金屬胚 1b:金屬胚 1c:金屬胚 2a:上軋延輥 2b:下軋延輥 10:待軋延金屬胚 12:頂邊 14:底邊 16:第一腰邊 18:第二腰邊 20:軋延機 22:上軋延輥 24:下軋延輥 100:金屬胚軋延方法 200:金屬胚軋延系統 210:加工站點 220:軋延站點 230:計算站點 240:檢測站點 A1:第一頂角 A2:第一底角 G:軋延間隙 N1:位置 N2:位置 N3:位置 N4:位置 N5:位置 N6:位置 N7:位置 N8:位置 N9:位置 Ta:厚度 Tb:厚度 Tc:厚度 T1:第一厚度 T2:第二厚度 T3:第三厚度 S110:步驟 S120:步驟 S130:步驟 S132:步驟 S134:步驟 S140:步驟 (a):狀況 (b):狀況 (c):狀況
第1圖是先前技術的對軋延金屬產品進行開發的一示意圖。 第2圖是本發明實施例的一種金屬胚軋延方法的一步驟流程圖。 第3圖是第2圖實施例中的一細部步驟流程圖。 第4A圖至第4C圖是應用本發明實施例的一示意圖。 第5圖是本發明實施例的一種金屬胚軋延系統的一結構示意圖。
100:金屬胚軋延方法
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
S140:步驟

Claims (8)

  1. 一種金屬胚軋延方法,其包含下列步驟:加工一待軋延金屬胚,使該軋延金屬胚的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊及一底邊,該頂邊與該底邊相對,其中該待軋延金屬胚在該頂邊處具有一第一厚度,該待軋延金屬胚在該底邊處具有一第二厚度,且該第二厚度大於該第一厚度;將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延;計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的多個位置的多個軋延裁減率;以及檢測對應該些位置的多個晶粒尺寸。
  2. 如請求項1所述之金屬胚軋延方法,其中該梯形具有一第一腰邊及一第二腰邊,該第一腰邊與該第二腰邊相對,該第一腰邊與該第二腰邊分別連接該頂邊與該底邊,該第一腰邊與該頂邊之間的內角為一第一頂角,該第一腰邊與該底邊之間的內角為一第一底角,且該第一頂角與該第一底角皆呈現90度。
  3. 如請求項1所述之金屬胚軋延方法,其中該軋延間隙等於該第一厚度。
  4. 如請求項1所述之金屬胚軋延方法,其中計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的該些位置的該些軋延裁減率,還包含:計算該待軋延 金屬胚的一底邊軋延裁減率,其中該底邊軋延裁減率為該第二厚度減去該第一厚度後除以該第二厚度,且該底邊軋延裁減率的一範圍為0至0.4。
  5. 如請求項4所述之金屬胚軋延方法,其中計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的該些位置的該些軋延裁減率,還包含:計算該頂邊與該底邊之間的一第三位置的一第三軋延裁減率,該第三位置具有一第三厚度,該第三軋延裁減率為該第三厚度減去該第一厚度後除以該第三厚度。
  6. 如請求項1所述之金屬胚軋延方法,其中該軋延機的一工作溫度的一範圍為25度至500度。
  7. 如請求項1所述之金屬胚軋延方法,其中該待軋延金屬胚是一鋁金屬胚。
  8. 一種金屬胚軋延系統,其包含:一加工站點,用以加工一待軋延金屬胚,使該軋延金屬胚的一剖面呈現一梯形,該梯形具有一頂邊及一底邊,該頂邊與該底邊相對,其中該待軋延金屬胚在該頂邊處具有一頂邊厚度,該待軋延金屬胚在該底邊處具有一底邊厚度,且該底邊厚度大於該頂邊厚度;以及一軋延站點,用以將該待軋延金屬胚送往一軋延機,該軋延機具有一上軋延輥及一下軋延輥,該上軋延輥與該下軋延輥相對,該上軋延輥與該下軋延輥之間具有一軋延間隙,其中該頂邊穿過該軋延間隙以進行軋延;一計算站點,用以計算該待軋延金屬胚在該頂邊與該底邊之間的多個位置的多個軋延裁減率;以及一檢測站點,用以檢測對應該些位置的多個晶粒尺寸。
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