CN104259257B - 一种轧制金属复合带材的连续反弯设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轧制金属复合带材的连续反弯设备及其方法,设备包括机架、设置在机架上的由凸面辊和凹面辊组成的对辊组和夹送辊对,对辊组自入口向出口方向依次设置第一对辊组、第二对辊组、第三对辊组,且凸面辊数量依次递减。将轧制后的金属复合带材的凸面与反弯辊的凸面相对,以长度方向送入连续反弯设备的入口,通过第一对辊组、第二对辊组和第三对辊组依次对金属复合带材施加连续压下力,再由夹送辊输出,即完成对轧制金属复合带材的反弯。本发明使处于外径方向的热膨胀系数大的金属层达到弹塑性变形区,产生微量的永久变形伸长,使两种金属的微观长度达到基本一致,消除轧制金属复合带材“凸背”缺陷,反弯后的带材再经过常用的板材矫平设备就可达到平直度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧制金属复合带材的连续反弯设备及其方法,属于金属材料精整技术领域。
背景技术
轧制金属复合板材是材料制造行业近年来重点开发的材料品种,由于金属复合板材是用2种不同的金属材料组成的,可以在使用中充分地利用2种材料的特长,达到经济高效的使用效果,因而越来越多的受到关注。轧制金属复合板材是在高温状态下用轧机制造的,两块金属在高温和高压作用下,其结合面为冶金结合状态,结合牢度很高。如图1,由于两种材料的热膨胀系数不同,有的差异还比较大,带材在高温轧制状态时,在轧制力的作用下,其微观长度是相等的,材料处于平直状态,当材料冷却到常温后,由于收缩量不同,两种金属在微观上长度是不相等的,热膨胀系数大的金属1面较短,因而对与其连在一起的热膨胀系数小的金属2面产生较大的拉应力。板材在拉应力作用下会向热膨胀系数较大的一面收缩变形,使材料出现“凸背”现象,复合材料越薄,“凸背”现象越严重。现用的矫平技术是采用传统的板材矫平机、板材拉伸矫平机或板材平整机进行处理。这些处理技术只能释放带材在轧制(长度)方向的拉应力,不能释放带材横截面方向的拉应力,因而在横截面方向依然存在较明显的“凸背”现象,板材的平面度达不到国家标准的要求。轧制金属复合板材“凸背”现象是目前影响薄规格产品外观质量的难题,严重影响薄规格产品的应用和推广,急需加以解决。
发明内容
为解决轧制金属复合板材的“凸背”问题,本发明提供一种轧制金属复合带材的连续反弯设备及其方法。
本发明通过以下技术方案实现:一种轧制金属复合带材的连续反弯设备,包括机架、设置在机架上的由凸面辊和凹面辊组成的对辊组和夹送辊,其特征在于:所述对辊组自入口向出口方向依次设置下列对辊组:
第一对辊组,包括多个平行的凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊中的最外端的左、右两个辊设为曲面辊,每一曲面辊的内端面直径大于外端面直径,中间辊为圆柱辊;
第二对辊组,包括至少两个平行的凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊中的最外端的两个辊设为曲面辊,每一曲面辊的内端面直径大于外端面直径;
第三对辊组,包括一个凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊为曲面辊;
所述第一对辊组、第二对辊组、第三对辊组的凸面辊数量依次递减。
所述第一对辊组和第二对辊组的凹面辊辊面的中间部分为平直面,左、右两端设为与凸面辊凸曲面相适应的凹曲面。
所述第三对辊组的凹面辊辊面设为与凸面辊凸曲面相适应的凹曲面。
所述第一对辊组至少设置一组。
所述第二对辊组至少设置一组。
所述第三对辊组至少设置一组。
所述夹送辊与常规矫平设备相连接。
所述凹面辊与动力轴传动连接,以在动力轴带动下完成转动。
所述凸面辊由液压缸驱动上下移动,以便在带材穿带时给带材头部提供通过空间。
所述第一对辊组、第二对辊组、第三对辊组的凸面辊及对应的凹面辊位置,可整体调换使用,以对凸面朝下的带材进行反弯处理。
本发明的另一目的在于提供一种轧制金属复合带材的连续反弯方法,其特征在于经过下列步骤:
(1)将轧制后的金属复合带材凸背面朝向凸面辊,以长度方向送入连续反弯设备的入口;
(2)金属复合带材通过入口进入第一对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;临界反弯曲半径是带材开始进入塑性变形区的最大弯曲半径;
(3)步骤(2)的金属复合带材进入第二对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(4)步骤(3)的金属复合带材进入第三对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材中部进行反弯处理,使金属复合带材中部的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(5)步骤(4)的金属复合带材进入夹送辊对之间,施加压下力,将反弯后的金属复合带材展平,以便将金属复合带材送入矫平机。
所述步骤(5)的金属复合带材进入后序的常规矫平设备,对轧制金属复合带材进行矫平,得合格产品。
本发明具备的优点和效果:由于带材的生产是连续的,本发明提供的设备能从带材的长度方向实施连续的横向反弯处理。本发明采用反弯方式释放横截面方向应力较大一面金属中的内应力,材料在原始状态下,内应力大的金属面处于弧形的内径方向,反弯矫平工艺就是对原来的原始弧形进行反向弯曲。当反弯半径小到一定程度,可使处于外径方向的热膨胀系数大的金属层达到弹塑性变形区,产生微量的永久变形伸长,使两种金属的微观长度达到基本一致,可消除轧制金属复合带材“凸背”缺陷,反弯后的带材再经过常用的板材矫平设备就可达到平直度的要求。本发明提供的设备设计合理,结构简单,使用方便,该方法能有效克服复合金属带材的凸背现象。
附图说明
图1为轧制金属复合带材的横截面原始形状示意图;
图2为本发明连续反弯前后金属复合带材的形状示意图;
图3为连续反弯设备的结构示意图;
图4为第一对辊组的结构示意图;
图5为第二对辊组的结构示意图;
图6为第三对辊组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图2、3、5、6,本发明提供的轧制金属复合带材的连续反弯设备包括机架、设置在机架上的由凸面辊和凹面辊组成的对辊组和夹送辊8,所述对辊组自入口向出口方向依次设置下列对辊组:
第一对辊组5,包括三个平行的凸面辊52、53、54和一个对应设置的凹面辊51,凸面辊中的最外端的左、右两个辊52和54设为曲面辊,52和54曲面辊的内端面直径大于外端面直径,中间辊53为圆柱辊,凹面辊51的辊面中间部分为平直面,左、右两端设为与凸面辊52、54凸曲面相适应的凹曲面,凸面辊轴55、凹面辊轴57两端均通过轴承及轴承座56固定在机架上,且凹面辊轴57与动力轴传动连接,以在动力轴带动下使凹面辊轴57及其上的凹面辊51转动,进而带动凸面辊轴55及凸面辊52、53、54转动,完成金属复合带材3的反弯;
第二对辊组6,包括两个平行的凸面辊62、63和一个对应设置的凹面辊61,62、63两个凸面辊设为内端面直径大于外端面直径的曲面辊,凹面辊61辊面的中间为平直面,左、右两端设为与凸面辊62、63凸曲面相适应的凹曲面,凸面辊轴64、凹面辊轴66两端均通过轴承及轴承座65固定在机架上,且凹面辊轴66与动力轴传动连接,以在动力轴带动下使凹面辊轴66及其上的凹面辊61转动,进而带动凸面辊轴64及凸面辊62、63转动,完成金属复合带材3的反弯;
第三对辊组7,包括一个凸面辊72和一个对应设置的凹面辊71,凸面辊72的辊面为中间直径大,两端直径小的凸曲面,凹面辊71的辊面为与凸面辊72的凸曲面相适应的凹曲面,凸面辊轴73、凹面辊轴75两端均通过轴承及轴承座74固定在机架上,且凹面辊轴75与动力轴传动连接,以在动力轴带动下使凹面辊轴75及其上的凹面辊71转动,进而带动凸面辊轴73及凸面辊72转动,完成金属复合带材3的反弯;
所述第一对辊组5、第二对辊组6、第三对辊组7均设置一组,所述夹送辊8与常规矫平设备相连接。
所述凸面辊和凹面辊按常规由液压缸驱动完成上下移动,以便在金属复合带材3穿带时给带材3头部提供通过空间。
用上述连续反弯设备对轧制金属复合带材进行连续反弯的方法如下:
(1)将轧制后的金属复合带材凸背面朝向凸面辊,以长度方向送入连续反弯设备的入口;
(2)金属复合带材通过入口进入第一对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反(即图4中的R1,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;临界反弯曲半径是带材开始进入塑性变形区的最大弯曲半径。
(3)步骤(2)的金属复合带材进入第二对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反(即图5中的R2),其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(4)步骤(3)的金属复合带材进入第三对辊组之间,施加的压下力要大于材料的抗变形能力,对金属复合带材中部进行反弯处理,使金属复合带材中部的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反(即图6中的R3),其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度,R1=R2=R3以保证板材在整个宽度上的反弯曲率一致;
(5)步骤(4)的金属复合带材进入夹送辊对之间,施加压下力,将反弯后的金属复合带材展平,以便将金属复合带材送入矫平机。
(6)步骤(5)的金属复合带材进入后序的常规矫平设备,对轧制金属复合带材进行矫平,得合格产品。
实施例2
轧制金属复合带材的连续反弯设备结构及方法与实施例1相同,仅将每个对辊组的凸面辊和凹面辊位置进行交换。
Claims (10)
1.一种轧制金属复合带材的连续反弯设备,包括机架、设置在机架上的由凸面辊和凹面辊组成的对辊组和夹送辊,其特征在于:所述对辊组自入口向出口方向依次设置下列对辊组:
第一对辊组,包括多个平行的凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊中的最外端的左、右两个辊设为曲面辊,每一曲面辊的内端面直径大于外端面直径,中间辊为圆柱辊;
第二对辊组,包括至少两个平行的凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊中的最外端的两个辊设为曲面辊,每一曲面辊的内端面直径大于外端面直径;
第三对辊组,包括一个凸面辊和一个对应设置的凹面辊,凸面辊为曲面辊;
所述第一对辊组、第二对辊组、第三对辊组的凸面辊数量依次递减。
2.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述第一对辊组和第二对辊组的凹面辊辊面的中间部分为平直面,左、右两端设为与凸面辊凸曲面相适应的凹曲面。
3.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述第三对辊组的凹面辊辊面设为与凸面辊凸曲面相适应的凹曲面。
4.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述第一对辊组至少设置一组,第二对辊组至少设置一组,第三对辊组至少设置一组。
5.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述夹送辊与常规矫平设备相连接。
6.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述凹面辊与动力轴传动连接。
7.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述凸面辊由液压缸驱动上下移动。
8.根据权利要求1所述的轧制金属复合带材的连续反弯设备,其特征在于:所述第一对辊组、第二对辊组、第三对辊组的凸面辊及对应的凹面辊位置,整体调换使用。
9.一种轧制金属复合带材的连续反弯方法,其特征在于经过下列步骤:
(1)将轧制后的金属复合带材凸背面朝向凸面辊,以长度方向送入连续反弯设备的入口;
(2)金属复合带材通过入口进入第一对辊组之间,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(3)步骤(2)的金属复合带材进入第二对辊组之间,对金属复合带材的两端进行反弯处理,金属复合带材的中部保持平直,使金属复合带材两端的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(4)步骤(3)的金属复合带材进入第三对辊组之间,对金属复合带材中部进行反弯处理,使金属复合带材中部的反弯曲半径小于临界反弯曲半径R反,其中临界反弯曲半径R反=δ/0.0012,δ为板材厚度;
(5)步骤(4)的金属复合带材进入夹送辊对之间,施加压下力,将反弯后的金属复合带材展平,以便将金属复合带材送入矫平机。
10.根据权利要求9所述的轧制金属复合带材的连续反弯方法,其特征在于所述步骤(5)的金属复合带材进入后序的常规矫平设备,对轧制金属复合带材进行矫平,得合格产品。
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