冷轧过程中轧制油对铝材表面质量的影响
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表 2 为用不同轧制油轧后的铝板表面微观不平 程度的 5 种主要参数值 。其中 : Ra 为轮廓中线平均 值 ; Ry 为轮廓最大高度 ; Rp 为轮廓最大峰值 ; Rv 为
轮廓最大谷深 ; Sm 为轮廓不平度间距 。由表 2 可 见 ,无润滑轧制条件下其轧后表面轮廓各参数值均 高于润滑轧制的 ,说明无润滑条件下表面微凸体的 尺寸最大 ,轧后表面粗糙 ,表面粗糙度 Ra 最大 。
26129
23108
23140
μm
Z3 + J 010503 016915 012279 011341 17192
图 2 为铝板无润滑状态冷轧后的表面轮廓图 形 ;图 3 为铝板使用 Z3 + J 轧制后 ,测试出的表面轮 廓图形 。比较图 2 、图 3 ,使用轧制油后的轧件表面 粗糙度明显比无润滑状态下的要小 。由于没有润 滑 ,轧辊与铝材表面直接接触 ,这样导致轧辊粘铝 , 铝材表面表现出粘附摩擦 ,铝材表面由于被轧辊粘 附而被撕裂 ,表面质量严重恶化 。相反 ,后者由于使 用了轧制油 ,表面质量得到了有效改善 。
在铝材冷轧过程中 ,工艺润滑起着越来越重要 的作用 。由于铝对铁的粘附性较强 ,铝材轧制过程 容易与轧辊发生粘结 ,恶化轧后铝板表面质量[1] ,因 此冷轧过程中用适当的轧制油作为润滑剂 ,可以有 效的改善轧件的表面质量[2] 。
本文主要通过对采用不同轧制油轧制的铝材表 面形貌及其表面粗糙度的分析 ,力图找出轧制油对 轧后铝材表面质量的影响规律 。
摘要 :试验研究了铝材冷轧过程中 ,工艺润滑对铝材表面质量的影响 。通过对不同轧制油轧制时轧件的表面形貌和 表面粗糙度的分析得出 :使用轧制油可以有效的改善铝材的表面质量 ,尤其在基础油中加入添加剂后 ,轧制润滑效 果得到更大的改善 ,但添加剂对铝板表面质量的影响具有双重性 。 关键词 :铝材 ;轧制油 ;表面形貌 ;表面粗糙度 中图分类号 :TG335 文献标识码 :A 文章编号 :1007 - 7235 (2005) 11 - 0024 - 03
参 考 文 献:
[ 1 ] 孙建林 ,轧制工艺润滑原理技术与应用[M]1 北京 :冶金工业出版社 ,2004. [ 2 ] 白 玲 ,任绥远 1 工艺润滑油的主要指标及其作用[J ]1 轻合金加工技术 ,1996 ,27 (5) :21. [ 3 ] Lin J F , Huang T K ,Hsu C T1Evaluation of Lubrication for Cold Strip Rolling [J ] . Wear. 1991 ,147(1) :79 - 91. [ 4 ] 王红梅 1 轧制油对退火制品表面质量的影响[J ]1 铝加工 ,1996 ,19 (4) :11 - 13. [5 ] Sun Jianlin , Zhang Xinming1The Evaluation of Lubricating Performances of Lubricants for Cold Rolling Aluminum
2 6
轻 合 金 加 工 技 术
2005 , Vol . 33 , №11
图 2 铝板无润滑状态冷轧后的表面轮廓图形
图 3 铝板使用 961321 + J 润滑油冷轧后的表面轮廓图
通过图 1 和表 2 发现黏度值最大的 Z2 使轧件 表面划痕较多 ,表面粗糙度与轮廓不平间距也较大 , 这是因为当黏度大到一定程度时 ,就对轧件表面形 貌没什么影响了 。这时轧制铝板处于流体润滑状 态 ,油膜厚度大于金属表面和辊面粗糙度之和 ,润滑 剂完全填充了金属表面微凸体间的凹穴[6] ,使轧件 经光洁辊面轧制后仍在一定程度上保留着原始表面 粗糙度 。
3 结 论
(1) 基础油的理化性能直接影响到工艺润滑剂 的使用性能以及轧制后制品的质量 ,加了添加剂的 轧制油 Z3 + J 能更好地改善轧件的表面滑痕 ,但同 时也会使轧件表面产生横向暗纹 ,影响其表面质量 。
(2) 表征轧件表面微观不平程度的主要参数表 明 :无润滑轧制条件下轧件表面微凸体的尺寸较大 , 轧后轧件表面粗糙 。采用工艺润滑后表面微凸体的 尺寸明显减小 ,轧后表面质量得到有效改善 。
1 试验方法
试验采用 Φ 127 mm ×200 mm试验轧机 ;轧件为 01245 mm厚的纯铝 ;试验油样为基础油 Z1 、Z2 、Z3 ,添 加剂 J 以及含添加剂的复合油 Z3 + J 。表 1 为试验 用基础油的理化性能 。
表 1 试验用基础油的基本理化性能
性 能
Z1
Z2
Z3
Abstract : The experiment studied on influence of rolling oil on rolled aluminum’s surface quality in cold rolling process1 Surface topography and surface roughness of the rolled aluminum plate is analyzed1 The experimental results showed that rolled aluminum’s surface quality becomes better with the rolling oil1 Especially the rolling oil with the additives got the best lubrication action effect1 Key words : aluminum ; rolling oil ; surface topography ; surface roughness
收稿日期 :2005 - 06 - 26 第一作者简介 :袁 驰 (1980 - ) ,男 ,辽宁丹东人 ,硕士 。
2005 , Vol . 33 , №11
轻 合 金 加 工 技 术
2 5
2 结果与分析
211 不同轧制油对铝板轧后表面形貌的影响 图 1 为冷轧中使用不同轧制油轧制下的铝板轧
由于添加剂在轧辊和轧件表面之间形成物理吸 附膜 ,有效地减少了直接接触面积 ,使变形区摩擦因 数减小 ,轧制压力降低[4] ,因此 ,图 1d 的表面划痕要 浅于没有加添加剂的图 1c 。
在含添加剂的基础油的轧件表面图 1d 中 ,还发 现不同程度的横向暗纹 ,这是典型的润滑过度的表 现 。由于添加剂极性分子的存在 ,阻碍了光滑的轧 辊对轧件原始粗糙表面的压碾 ,导致轧后表面出现 暗纹 ,更严重者会导致轧后表面暗淡无光 ,影响了铝 板表面外观质量[5] 。由此可见 ,添加剂对轧后铝材 表面质量的影响具有双重性 。 212 不同轧制油对轧件表面粗糙度影响
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轻 合 金 加 工 技 术
2005 , Vol . 33 , №11
冷轧过程中轧制油对铝材表面质量的影响
袁 驰1 ,刘友良2 ,孙建林1 ,王志强2 ,孙艳伟1
(11 北京科技大学 材料科学与工程学院 ,北京 100083 ;21 湖南冶金职业技术学院 ,湖南 株洲 412000)
黏度 (40 ℃) Πmm2·s21
1168
2113
1179
闪点Π℃
83
108
92
馏程Π℃
207～242 241～258 221～243
硫含量Π×1026
<2
<2
<2
芳烃含量Π%
<1
<1
< 015
轧制试验中使用不同的轧制油进行轧制 20 %的 压下率 ,轧后试样清洗后 ,在电子显微镜下观察其表 面形貌并拍照 ;同时使用型号为 FTS2S3c 表面轮廓仪 测试每个试样的表面粗糙度等 ,测试时沿纵向 (平行 轧制方向) 取点 ,测试长度 8 mm。
Influence of Rolling Oil on Rolled Aluminum Material Surface Quality in Cold Rolling Process
YUAN Chi1 ,LIU You2liang2 ,SUN Jian2lin1 ,WANG Zhi2qiang2 ,SUN Yan2wei1
Strips[J ]1J 1of Central South University of Tech ,1997 , (1) :65 - 68. [ 6 ] 李积彬 ,伍小玲 1 铝型材生产工艺润滑技术及润滑剂[J ]1 轻合金加工技术 ,1999 ,27 (6) :28 - 31.
后照片 。因为基础油类型不同 ,其润滑效果有较大 的差异 。不同的基础油具有不同的理化性能 ,理化 性能的好坏直接影响到工艺润滑剂的使用性能以及 轧制后轧件的表面质量 。
图 1 各种轧制油作用下的铝板轧后表面形貌
如图 1a 与图 1c 相比较 ,用 Z3 的轧件表面划痕 比 Z1 的要浅 ,这是因为 Z3 黏度值大于 Z1 的 。根据 流体动力学理论 ,润滑剂黏度越高 ,进入变形区的油 膜厚度越大[3] ,其减摩降压效果也越显著 。润滑剂 黏度越大 ,油越易被带入 ,在轧制时也就越不易受剪 切力的作用而“破裂”。
( 11School of Materials Science and Engineering , USTB Beijing , Beijing 100083 , China ; 21 Hunan Metallurgy and Vocational Technology College , Zhuzhou 412000 , China)
表 2 表面粗糙度主要数据指标
参数 无润滑
Z1
Z2
Z3
Ra
011893 010773 010746 010699
Ry
110321 014529 014955 019632
Baidu Nhomakorabea
Rp
014802 012396 012611 013955
Rv
013984 011930 011693 013034
Sm
59143
轮廓最大谷深 ; Sm 为轮廓不平度间距 。由表 2 可 见 ,无润滑轧制条件下其轧后表面轮廓各参数值均 高于润滑轧制的 ,说明无润滑条件下表面微凸体的 尺寸最大 ,轧后表面粗糙 ,表面粗糙度 Ra 最大 。
26129
23108
23140
μm
Z3 + J 010503 016915 012279 011341 17192
图 2 为铝板无润滑状态冷轧后的表面轮廓图 形 ;图 3 为铝板使用 Z3 + J 轧制后 ,测试出的表面轮 廓图形 。比较图 2 、图 3 ,使用轧制油后的轧件表面 粗糙度明显比无润滑状态下的要小 。由于没有润 滑 ,轧辊与铝材表面直接接触 ,这样导致轧辊粘铝 , 铝材表面表现出粘附摩擦 ,铝材表面由于被轧辊粘 附而被撕裂 ,表面质量严重恶化 。相反 ,后者由于使 用了轧制油 ,表面质量得到了有效改善 。
在铝材冷轧过程中 ,工艺润滑起着越来越重要 的作用 。由于铝对铁的粘附性较强 ,铝材轧制过程 容易与轧辊发生粘结 ,恶化轧后铝板表面质量[1] ,因 此冷轧过程中用适当的轧制油作为润滑剂 ,可以有 效的改善轧件的表面质量[2] 。
本文主要通过对采用不同轧制油轧制的铝材表 面形貌及其表面粗糙度的分析 ,力图找出轧制油对 轧后铝材表面质量的影响规律 。
摘要 :试验研究了铝材冷轧过程中 ,工艺润滑对铝材表面质量的影响 。通过对不同轧制油轧制时轧件的表面形貌和 表面粗糙度的分析得出 :使用轧制油可以有效的改善铝材的表面质量 ,尤其在基础油中加入添加剂后 ,轧制润滑效 果得到更大的改善 ,但添加剂对铝板表面质量的影响具有双重性 。 关键词 :铝材 ;轧制油 ;表面形貌 ;表面粗糙度 中图分类号 :TG335 文献标识码 :A 文章编号 :1007 - 7235 (2005) 11 - 0024 - 03
参 考 文 献:
[ 1 ] 孙建林 ,轧制工艺润滑原理技术与应用[M]1 北京 :冶金工业出版社 ,2004. [ 2 ] 白 玲 ,任绥远 1 工艺润滑油的主要指标及其作用[J ]1 轻合金加工技术 ,1996 ,27 (5) :21. [ 3 ] Lin J F , Huang T K ,Hsu C T1Evaluation of Lubrication for Cold Strip Rolling [J ] . Wear. 1991 ,147(1) :79 - 91. [ 4 ] 王红梅 1 轧制油对退火制品表面质量的影响[J ]1 铝加工 ,1996 ,19 (4) :11 - 13. [5 ] Sun Jianlin , Zhang Xinming1The Evaluation of Lubricating Performances of Lubricants for Cold Rolling Aluminum
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轻 合 金 加 工 技 术
2005 , Vol . 33 , №11
图 2 铝板无润滑状态冷轧后的表面轮廓图形
图 3 铝板使用 961321 + J 润滑油冷轧后的表面轮廓图
通过图 1 和表 2 发现黏度值最大的 Z2 使轧件 表面划痕较多 ,表面粗糙度与轮廓不平间距也较大 , 这是因为当黏度大到一定程度时 ,就对轧件表面形 貌没什么影响了 。这时轧制铝板处于流体润滑状 态 ,油膜厚度大于金属表面和辊面粗糙度之和 ,润滑 剂完全填充了金属表面微凸体间的凹穴[6] ,使轧件 经光洁辊面轧制后仍在一定程度上保留着原始表面 粗糙度 。
3 结 论
(1) 基础油的理化性能直接影响到工艺润滑剂 的使用性能以及轧制后制品的质量 ,加了添加剂的 轧制油 Z3 + J 能更好地改善轧件的表面滑痕 ,但同 时也会使轧件表面产生横向暗纹 ,影响其表面质量 。
(2) 表征轧件表面微观不平程度的主要参数表 明 :无润滑轧制条件下轧件表面微凸体的尺寸较大 , 轧后轧件表面粗糙 。采用工艺润滑后表面微凸体的 尺寸明显减小 ,轧后表面质量得到有效改善 。
1 试验方法
试验采用 Φ 127 mm ×200 mm试验轧机 ;轧件为 01245 mm厚的纯铝 ;试验油样为基础油 Z1 、Z2 、Z3 ,添 加剂 J 以及含添加剂的复合油 Z3 + J 。表 1 为试验 用基础油的理化性能 。
表 1 试验用基础油的基本理化性能
性 能
Z1
Z2
Z3
Abstract : The experiment studied on influence of rolling oil on rolled aluminum’s surface quality in cold rolling process1 Surface topography and surface roughness of the rolled aluminum plate is analyzed1 The experimental results showed that rolled aluminum’s surface quality becomes better with the rolling oil1 Especially the rolling oil with the additives got the best lubrication action effect1 Key words : aluminum ; rolling oil ; surface topography ; surface roughness
收稿日期 :2005 - 06 - 26 第一作者简介 :袁 驰 (1980 - ) ,男 ,辽宁丹东人 ,硕士 。
2005 , Vol . 33 , №11
轻 合 金 加 工 技 术
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2 结果与分析
211 不同轧制油对铝板轧后表面形貌的影响 图 1 为冷轧中使用不同轧制油轧制下的铝板轧
由于添加剂在轧辊和轧件表面之间形成物理吸 附膜 ,有效地减少了直接接触面积 ,使变形区摩擦因 数减小 ,轧制压力降低[4] ,因此 ,图 1d 的表面划痕要 浅于没有加添加剂的图 1c 。
在含添加剂的基础油的轧件表面图 1d 中 ,还发 现不同程度的横向暗纹 ,这是典型的润滑过度的表 现 。由于添加剂极性分子的存在 ,阻碍了光滑的轧 辊对轧件原始粗糙表面的压碾 ,导致轧后表面出现 暗纹 ,更严重者会导致轧后表面暗淡无光 ,影响了铝 板表面外观质量[5] 。由此可见 ,添加剂对轧后铝材 表面质量的影响具有双重性 。 212 不同轧制油对轧件表面粗糙度影响
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轻 合 金 加 工 技 术
2005 , Vol . 33 , №11
冷轧过程中轧制油对铝材表面质量的影响
袁 驰1 ,刘友良2 ,孙建林1 ,王志强2 ,孙艳伟1
(11 北京科技大学 材料科学与工程学院 ,北京 100083 ;21 湖南冶金职业技术学院 ,湖南 株洲 412000)
黏度 (40 ℃) Πmm2·s21
1168
2113
1179
闪点Π℃
83
108
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馏程Π℃
207～242 241～258 221～243
硫含量Π×1026
<2
<2
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芳烃含量Π%
<1
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轧制试验中使用不同的轧制油进行轧制 20 %的 压下率 ,轧后试样清洗后 ,在电子显微镜下观察其表 面形貌并拍照 ;同时使用型号为 FTS2S3c 表面轮廓仪 测试每个试样的表面粗糙度等 ,测试时沿纵向 (平行 轧制方向) 取点 ,测试长度 8 mm。
Influence of Rolling Oil on Rolled Aluminum Material Surface Quality in Cold Rolling Process
YUAN Chi1 ,LIU You2liang2 ,SUN Jian2lin1 ,WANG Zhi2qiang2 ,SUN Yan2wei1
Strips[J ]1J 1of Central South University of Tech ,1997 , (1) :65 - 68. [ 6 ] 李积彬 ,伍小玲 1 铝型材生产工艺润滑技术及润滑剂[J ]1 轻合金加工技术 ,1999 ,27 (6) :28 - 31.
后照片 。因为基础油类型不同 ,其润滑效果有较大 的差异 。不同的基础油具有不同的理化性能 ,理化 性能的好坏直接影响到工艺润滑剂的使用性能以及 轧制后轧件的表面质量 。
图 1 各种轧制油作用下的铝板轧后表面形貌
如图 1a 与图 1c 相比较 ,用 Z3 的轧件表面划痕 比 Z1 的要浅 ,这是因为 Z3 黏度值大于 Z1 的 。根据 流体动力学理论 ,润滑剂黏度越高 ,进入变形区的油 膜厚度越大[3] ,其减摩降压效果也越显著 。润滑剂 黏度越大 ,油越易被带入 ,在轧制时也就越不易受剪 切力的作用而“破裂”。
( 11School of Materials Science and Engineering , USTB Beijing , Beijing 100083 , China ; 21 Hunan Metallurgy and Vocational Technology College , Zhuzhou 412000 , China)
表 2 表面粗糙度主要数据指标
参数 无润滑
Z1
Z2
Z3
Ra
011893 010773 010746 010699
Ry
110321 014529 014955 019632
Baidu Nhomakorabea
Rp
014802 012396 012611 013955
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