轧制知识点

轧制知识点

轧钢基础知识

最小阻力定律内容

1、物体在变形过程中，其质点有向各个方向移动的可能时，则物体内的各质点将沿着阻力最小的方向移动。

2、金属塑性变形时，若接触摩擦较大，其质点近似沿最法线方向流动，也叫最短法线定律。

3、金属塑性变形时，各部分质点均向耗功最小的方向流动，也叫最小功原理。

辊径对轧制带钢长度的影响

在压下量相同的条件下，对于不同辊径的轧制，其变形区接触弧长度是不相同的，小辊径的接触弧较大辊径小，因此，在延伸方向上产生的摩擦阻力较小，根据最小阻力定律可知，金属质点向延伸方向流动的多，向宽度方向流动的少，故用小辊径轧出的轧件长度较长，而宽度较小。

为什么在轧制生产中，延伸总是大于宽展？

首先，在轧制时，变形区长度一般总是小于轧件的宽度，根据最小阻力定律得，金属质点沿纵向流动的比沿横向流动的多，使延伸量大于宽展量；

其次，由于轧辊为圆柱体，沿轧制方向是圆弧的，而横向为直线型的平面，必然产生有利于延伸变形的水平分力，它使纵向摩擦阻力减少，即增大延伸，所以，即使变形区长度与轧件宽度相等时，延伸与宽展的量也并不相等，延伸总是大于宽展。

弹—塑性变形共存定律内容

物体在产生塑性变形之前必须先产生弹性变形，在塑性变形阶段也伴随着弹性变形的产生，总变形量为弹性变形和塑性变形之和。

由此：要求轧件具有最大程度的塑性变形，而轧辊则不允许有任何塑性变形。要求选择弹性极限高，弹性模数大的轧辊,选择变形抗力小，塑性好的轧件。

由于弹塑性共存，轧件的轧后高度总比预先设计的尺寸要大，轧件轧制后的真正高度h 应等于轧制前事先调整好的辊缝高度h0，轧制时轧辊的弹性变形?hn ，（轧机所有部件的弹性变形在辊缝上所增加的数值）和轧制后轧件的弹性变形?hM之和，即：即h= h0+?hn+?hM

轧件咬入条件：

1、摩擦角大于咬入角时才能自然咬入

2、咬入力和咬入阻力处于平衡状态

3、摩擦角小于咬入角，不能自然咬入

当轧件被轧辊咬入后开始逐渐填充辊缝，在此过程中，轧件前端与轧辊轴心连线间的夹角不断减小，表示轧辊对轧件的阻力与摩擦力的合力逐渐向轧制方向倾斜，有利于咬入。当轧件完全充满辊缝时，合力作用点的位置也固定下来，开始稳定轧制阶段。

由此：凡是能增大摩擦角、减小咬入角的措施都能帮助咬入，有以下几个措施可以改善咬入。

1)增加轧辊直径D

2)减小压下量

生产中有以下几个措施：

1）用钢锭的小头先送入轧辊或以带有楔形端的钢坯进行轧制。优点：保证顺利的自然咬入和进行稳定轧制，并对产品质量亦无不良影响。

2)强迫咬入

3)改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角。

4)合理的调节轧制速度，轧制速度提高，摩擦系数降低。

5增加轧件与轧辊的接触面积或采用合适的孔型侧壁倾角（在孔型轧制情况下）。

宽展影响因素

1、压下量增加，宽展量也增加。原因是变形区长度增加，使得纵向塑性流动阻力增加，根据最小阻力定律，金属横向运动的趋势增加。

2、在总压下量一定的前题下，轧制道次愈多，宽展愈小。

3、随轧辊辊径的增加宽展增加，原因是变形区长度增加，纵向流动阻力增加，流动会向宽度方向少量转移

4、摩擦系数增加，宽展增加。原因是轧辊形状系数随摩擦系数增加而增加，使变形区内纵向阻力增加。

5、低温阶段，生成氧化铁皮，摩擦系数增加，宽展增加。高温阶段，氧化铁皮溶化起润滑作用，摩擦系数减小，宽展减小。

6、轧制速度升高，摩擦系数减小，宽展减小。

7、轧辊表面粗糙，摩擦系数大，宽展大。

8、合金钢的宽展比碳素钢大。

9、钢轧辊比铸铁轧辊轧制时的宽展大。

10、冷轧采用前后张力时，随张力增大，宽展减小。

孔型轧制概念

轧槽：型钢是在带有轧槽的轧辊上轧制出来的。在一个轧辊上用来轧制轧件的工作部分，即轧制时轧辊与轧件相接触的部分。

孔型：由二个或二个以的轧槽，在通过其轧辊轴线的平面上所构成的孔洞。孔型组成：辊缝、圆角、侧壁斜度

常用延伸孔型系统：

1、菱-方孔型系统

2、椭圆-方孔型系统

3、椭圆-立椭圆孔型系统

4、椭圆-圆孔型系统

带钢表面粗晶区的形成和轧制状态有关：

1）轧制时，由于摩擦力的存在，在轧件和轧辊接触部位存在难变形区，当轧制时润滑条件不好时，容易在表面层产生粗晶区，可以通过开启机架间冷却水来改善润滑。

2）沿轧件高向上变形分布是不均匀的，表面层变形小。压下量分配不合理时，使得轧件表面层变形量小，从而产生粗晶。

粗晶区的存在会降低带钢的延伸率，冷弯性能变差。

不均匀变形理论：

1）沿轧件断面高度方向上的变形、应力和金属流动分布都是不均

匀的。

2）在几何变形区内，在轧件与轧辊接触表面上，尤其是毛化辊，不但有相对滑动，而且还有粘着，在粘着区轧件与轧辊之间无相对滑动。

3）变形不但发生在几何变形区内，也产生在几何变形区以外，其变形分布都是不均匀的，轧制变形区分为变形过渡区，前滑区，后滑区和粘着区。

4）在粘着区有一个临界面，在这个面上金属的流动速度分布均匀，且等于该处轧辊的水平速度。

摩擦机理:

工具和工件的微观表面是由无数参差不齐的凸牙和凹坑构成。当其接触时，凸牙与凹坑无规则地互相插入，在整个宏观相接范围（摩擦场）内，只有极少数相对孤立的点直接接触，真实接触率只占摩擦场面积的1％~10％。在压力的作用下，接触面相对滑动时，这些相互嵌入的部分发生弹一塑性变形或切断，因而构成阻碍相互滑动的摩擦阻力。

摩擦在金属塑性成形过程中的作用极为重要。它不仅影响加工载荷，咬入能力，而且直接影响工件变形形状、尺寸精度、表面质量和工具磨损，同时也间接影响工件内部的组织、性能分布。

影响摩擦的因素

1、由于变形热或热加工件使接触表面温度上升，从而使接触表面层组织发生变化；

2、接触表面上原子的相互作用，会使局部熔化和焊接；

3、润滑时，润滑剂的粘度、膜厚及其化学性质的作用；

4、塑性加工条件：变形压力、温度、速度、材质、表面状态。

摩擦的特点：

1）是在高压力下产生的摩擦。金属所受的单位压力，热变形时100－150MPa，冷变形时500－2500MPa，接触面上承受的单位压力愈高，润滑就愈困难。

2）塑性成形时，摩擦情况是不断变化的。接触面上金属各点的位