铝合金板材热轧工艺制度优化

《铝合金板材热轧工艺制度设计》

专业课程设计

专业：机械设计制造及其自动化

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目录

一、《铝合金板材热轧工艺制度设计》题目内容

二、轧机的选择

三、热轧工艺制度的确定

1、热轧温度与锭坯加热

1)、热轧温度

2)、锭坯加热

2、热轧压下制度

1）、总加工率的确定

2）、道次加工率的确定

3）、轧制道次的确定

4）、轧制参数选取及各道次轧制力计算

3.冷却润滑

四、热轧工艺流程图

五、参考文献

六、附件

铝合金板材热轧工艺制度优化

一、《铝合金板材热轧工艺制度优化》题目内容

1）、合金牌号：1050A系列合金。

1050铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成,具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。广泛应用于对强度要求不高的产品,如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。其屈服极限为σ=76Mpa。

2）、板宽度：1600mm。

3）、板厚度：坯料400mm；成品：板料厚15mm。

4）、轧机：单机架可逆轧制；速度：小于100m/min。

二、轧机的选择

单机架双卷取热轧机是在轧机入口和出口处各带一台卷取机的可逆式轧机，它既可以作为热粗轧机，又可以作为热精轧机。经加热的铸锭在辊道上通过多道次可逆轧制，轧至18-25mm，根据题目所给参数，要求成品轧至10-20mm，因此可以选用单机架双卷取热轧机。表1为φ930mm/1500mmx2250mm四辊可逆式单机架双卷取轧机的基本参数：

表1 φ930mm/1500mmx2250mm四辊可逆式单机架双卷取轧机

型式全宽度4扇形块膨胀轴式最大卷取速度/m·min-1 225

张力/kN 250/25

电机功率/kW 2x150

三、热轧工艺制度的确定

1.热轧温度与锭坯加热

1).热轧温度

热轧温度一般包括开轧温度和终轧温度。合金的平衡相图、塑性图、变形抗力图，第二类再结晶图是确定热轧开轧温度范围的依据，热轧的终轧温度是根据合金的第二类再结晶图确定的，铝及铝合金在热轧开坯轧制时的终轧温度一般都控制在再结晶温度以上。根据表2,1050铝合金热初扎的开轧温度为420-500℃，终轧温度为350-380℃，热精轧的开轧温度为350-380℃，终轧温度为230-280℃。

表2 部分铝及铝合金热轧开轧温度和终轧温度

根据上述各项数据制定1050铝合金热轧轧制规程表。

热粗轧开轧温度：（465±15）℃

热粗轧终轧目标厚度：15mm

热粗轧终轧温度（370±10）℃

2)锭坯加热

加热制度包括加热温度、加热时间及炉内气氛。

加热温度应满足热轧温度的要求。实际生产中，为补偿出炉后的温降，通常金属在炉内的温度应高于热轧温度。对于铝合金加热温度不能过高。

加热时间包括升温和均热时间。加热时间可按下列经验公式计算：

t=(12-20)H

式中：t——锭坯加热时间，min;

H——锭坯厚度，mm。

铝和铝合金取最大值，

已知H=400，则t=20*20=400(min)

锭坯需加热400分钟

炉内气氛：铝和铝合金铸锭通常在箱式或半连续式电阻加热炉中加热，炉内气氛是空气为了提高加热速度，促使加热均匀在炉内常采用风机实行强制热循环流动。

2．热轧压下制度

1）总加工率的确定：

ε

总=

H

h

H-

=

400

15

400-

*100%=96.25%

2）道次加工率的确定：

制定道次加工率应考虑铝合金板的高温性能、咬入条件、铝板质量要求及其设备能力。不同轧制阶段道次加工率确定原则是：

①开始轧制阶段，铸锭塑性差，且受咬入条件限制。道次加工率比较小，一般为2-10%,因为前几道次主要是变铸造组织为加工组织，满足咬入条件。对包铝铸锭，为了使包铝板与其基体金属之间牢固焊合，头一道次的加工率应小于5%，采用较低的到此加工率，干压3-5道次。

②中间轧制阶段，随金属加工性能的改善，如果设备条件允许，应尽量加大道次变形量，对硬铝合金道次加工率可达45%以上，软铝合金可达50%以上，大压下量的轧制将产生大的变形热补充带材在轧制过程中热的损失，有利于维持正常轧制。轧制几个道次之后可采用立辊轧边，并按工艺要求调整立辊的压下量，以防止热轧裂边，控制轧件宽度。中间道次后期压下量应使轧制压力与辊型相适应，以便控制板凸度。

③最后轧制阶段，一般道次加工率减小。为防止热轧铝板产品产生粗大晶粒，热轧最后道次的加工率应大于临界变形量15-20%；热轧最后两道次温度较低，变形抗力较大，其压下量分配应保持带材具有良好的板形及表面质量。

3）轧制道次的确定

轧制道次取决于热轧总加工率和道次加工率。轧制道次与热轧总加工率ε

总

和平均道次加工率ε道的关系为：

n=lg(1-ε总)/lg(1-ε道)

平均道次加工率通常为15%-40%左右金属塑性好、抗力低、锭坯窄、轧机能力大的取上限。

根据以上原则可取ε道=25%，则n= lg(1-0.9625)/lg(1-0.25)=11.413。 所以总轧制道次为12道次。

根据上述各项数据制定1050铝合金轧制压下规程表

表3 1050铝合金热轧轧制压下规程

4）轧制参数选取及各道次轧制力计算：

1、根据前述原则选取合适的轧制速度，各道次轧制参数如下表

表4 1050铝合金各道次轧制参数