轧延理论基本介绍

1、v軋延軋延是指將工作件或胚料置於兩工作輥(Work Roll)之間輥軋,使工作件厚度變薄或截面積縮小的一種塑性加工方式,在軋延過程中,軋延材同時產生彈性變形及塑性變形(如下图所示),整個軋延理論的推導主要在於工輥與板材在接觸區內的力學變化情形. v板材在兩輥間軋延示意圖板材在兩輥間軋延示意圖 D/2v1h1出口彈性變形區接觸弧長 入口彈性變形區 塑性變形區 咬角咬角v0h2中性点 轧延率（轧延率（reduction）指軋延加工量之厚度裁減率,其定義為: r = h / h2 = (h2 - h1) / h2) *100 % 。r 稱為裁減率 (reduction) 。 h稱為裁減量 (draf

2、t) 。 咬角咬角:板材與工輥接觸的塑性變形區域內,入料端以及出料端 與工輥所涵蓋的角度 咬入角= 2*(h2-h1)/D 如何才能实现正常咬入？如何才能实现正常咬入？ 接觸弧長接觸弧長:工輥與板材所接觸的圓弧長度 接觸弧長 L=*(D/2) 在塑性變形區內,板材因厚度減少導致長度增加,會造成材料在軋延方向速度的增加,所以在軋延中,入口速 度 v0 會小於 v1 ,而在軋輥與板材接觸區域內,存在有 一個板材與軋輥轉速相等的點,稱之為中立點 前滑值： S=(V1-Vr)/Vr*100%后滑值v1)摩擦系数u越大,其前滑值越大v2)前张力增加时,则使金属的向前流动的阻力减少,从而增加前滑区,使前滑

3、增加,反之后张力增加时,则后滑区增加.v3)轧件厚度H减小,前滑增加,反之减小.v轧制过程中,沿横向移动的体积引起的轧件宽度上的的变化叫宽展. 軋延力軋延力:軋機將板材由一截面積,經輥軋後減至另一 較小的截面積時,對板材所施加之力，主要是包括軋輥軋輥 與板材間磨擦力與板材間磨擦力與板材塑性變形之抵板材塑性變形之抵抗力抗力 主要因素主要因素: 材料的變形抵抗力 軋下率 張力作用 軋機的剛性 工輥輥徑 磨擦阻力 材料塑性变形材料塑性变形阻力分布图阻力分布图摩擦力分布图摩擦力分布图摩擦力峰值摩擦力峰值中立点中立点vP=(h*B*/2)*(exp(2*L/h)-1) v h:裁減量v B :板寬 v:

4、降伏應力 v:磨擦係數v L :接觸弧長 應力 降伏點Yp 伸長率(%) B R1 R2 R3 O L1 L2 L3 軋輥壓力P 接觸弧長 D C A 其中：其中：R 为轧下率为轧下率 圖2-7不同輥徑對軋延負荷之影響(zelikow) D1 D2 D3 其中D为工辊辊径軋輥負荷P 軋下率% 接觸弧長 軋輥壓力P 中立點移動軌跡 3 2 1 軋延壓力分佈受磨擦係數影響其中：321 軋延負荷P 后张 前张 张力 增加 接触弧长 ABCDEN3N1N2KJIHGONMLO1O2O3 軋延荷重P 軋輥間隙變化量剛性大 剛性小 圖2-12 軋延機的剛性大小與輥間隙變化量關係軋延機的剛性定義如下:軋機剛

5、性 = 施加於軋機的力 / 軋機的變形量剛性的大小會影響軋輥間隙的變化量軋輥間隙的變化量Operator sideDrive sideOperator sideDrive side边波OS边波中波边波strip widthstrip widthstrip widthstrip tensionstrip tensionstrip tensionFigure 34strip widthstrip widthstrip widthstrip tensionstrip tensionstrip tension边波DS中波波鋼板在寬度方向不同伸長量示意圖 L (average) + L L (avera

6、ge) 板 材 有效平面 板 寬 軋延板材厚度改變的原理有以下的關係式:板厚 = 軋機的彈性變形 + 軋輥設定位置 所以板厚的改變有兩種方式: 1.改變軋輥的設定位置(screw down下壓量) 2.改變軋延荷重(tension control) 改變軋延荷重的主要方法是改變張力值,其中以後張力的影響較大,其厚度的變化量與軋延荷重的關係式為: h1 = P / K X-RAY測厚計量測原理主要是,當鋼板置於放射源(Source)與偵測器(Detector)之間時,放射源穿透鋼板後,其強度會衰減,而偵測器則依所偵測之不同強度轉換為相對不同的鋼板厚度,其轉換的關係式如下:T = (1/) ( I0 / I)T : 鋼板厚度。 : 線