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金属塑性加工学—轧制理论与工艺

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金属塑性加工学—轧制理论与工艺_第1页
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轧制理论部分思考题1、简单轧制过程得条件 ,变形区及主要参数有哪些 ?答 :简单轧制过程 :轧制过程上下辊直径相等,转速相同 ,且均为主动辊、轧制过程 对两个轧辊完全对称、 轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外 ,不受其她任何外力作用、 轧件在入辊处与出辊处速度均匀、轧件本身得力学性质均匀 变形区:(1)几何变形区:入口与出口截面之间得区域、 (2)物理变形区 :发生塑性变形得区域 变形 区参数:(1 )咬入弧:轧件与轧辊相接触得圆弧2)咬入角a :咬入弧所对应得圆 心角称为咬入角3)变形区长:咬入弧得水平投影.(4)轧辊半径Ro (5 )轧 件轧前、后得厚度H、h.( 6)平均厚度7)轧件轧前、后宽度E、 bo (8)平均 宽度9 )压下量2、改善咬入条件得途径答:由a^B应使aj邙f1、 减小a方法:由a = a rccos(1—^h/ D) 1)减小压下量.2)增大D.生产中常 用方法 :3)采用开始小压下或采用带有楔形端得钢坯进行轧制得方法2、 提高B得方法:轧制中摩擦系数主要与轧辊与轧件得表面状态、轧制时轧件对轧辊得变形抗力以及轧辊线速度得大小有关1 )改变表面状态,如清除氧化皮2)合理调节轧制速度,随轧制速度提高摩擦系数降低,采取低速咬入。

3 )改变润滑 情况等3、 宽展得组成及分类答:组成:滑动宽展厶B1、翻平宽展厶B2、鼓形宽展厶B3分类:自由宽展、限制宽 展、强制宽展4、前后滑区、中性角得定义 答:(1)前滑区:摩擦力方向与带钢运行方向相反,在变形区出口处,金属速度大 于轧辊圆周速度,相对轧辊向前运动 .(2) 后滑区:摩擦力方向与带钢运行方向相同,在变形区入口处,金属速度小于轧 辊圆周速度,相对轧辊向后运动 .(3) 中性角 :前滑区与后滑区得分界面对应得圆心角叫中性角 ,金属速度与轧辊圆 周速度相等,相对轧辊没有运动5、 确定平均单位压力得方法,说明答:(1 )理论计算法:它就是建立在理论分析基础上,用计算公式确定单位压力. 通常,都要首先确定变形区内单位压力分布形式及大小 ,然后再计算平均单位压 力.( 2)实测法 :即在轧钢机上放置专门设计得压力传感器, 将压力信号转换成电信号 通过放大或直接送往测量仪表将其记录下来, 获得实测得轧制压力资料 .用实测得 轧制压力除以接触面积 ,便求出平均单位压力 3)经验公式与图表法 :根据大量得实测统计资料 ,进行一定得数学处理 ,抓住一些 主要影响因素 ,建立经验公式或图表。

6、 卡尔曼微分方程:条件、作图、推到建立, M、D 斯通公式轧制力、轧制力 矩计算.(P 50)7、 轧材按断面形状特征得分类及主要用途 .答:根据轧材得断面形状得特征 ,分为型材、线材、板材、带材、管材与特殊类型 等根据加工方式,轧制产品分为热轧材与冷轧材两大类1)型材中得工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑与金属结构 ,扁钢主要用 作桥梁、房架、栅栏、输电、船舶、车辆等圆钢、方钢用作各种机械零件、农机配件、工具等.(2)线材主要用作钢筋混凝土得配筋与焊接结构件或再加工 (如拔丝,制钉等)原料3 )板材通常做成标准大小得扁平矩形建筑材料板,作墙 壁、天花板或地板得构件4)带材可以瞧做就是宽度小于板材得钢材,其用途 与板材基本相同5)管材就就是用于做管件得材料常用得有给水管、排水管、 煤气管、暖气管、电线导管、雨水管等8轧材产品标准包括那几个方面?答:轧材得产品标准一般包括有品种(规格)标准、技术条件、试验标准及交货标 准等方面内容9、 制定工艺过程总得目得就是什么?轧钢工序得任务 ?轧材得基本工序?答:总目标:优质、高产、低成本地生产出合乎技术要求得轧材 两大任务:精确成型、改善组织与性能基本工序:原料得清理准备一一加热-—轧制一一冷却一一精整一一质量检查10、 金属压力加工得五大加工方法有哪几种 ?二、五大压力如H方法1.轧制]金厢通过雄转的轧棍縫隙进行報性变母过程,其产量大.土产故率商,黑色金屈占90%.有色金^70-60% B轧制方式何三种書纵轧、斜轧、横轧.1) 纵轧:图― 金属的行班方向与轧規线平面虫直*烹形結果是金届厚度减小,长瓏末隔展眉加‘宽度也壇加.主要JTH•先产】板材、出棒线材・2) 斜轧:金屈卄库在冋向雄转且中心线相互成一逹带度的轧银继隙何进行報性变层金属在变形过程屮既谨转乂前进(螺雄运动八 用于生严无继勒3) 禎轧,折金屈在同向症转且申心线相HT-ff的化報缝陳问进行烈性变丿気 金屈轴线与轧轴WI线平行『金屈是绕其门身轴裁旋祐运动,丄要是朋向变協 用寸生产轴类零件*齿轮、回转休等。

團1百2挤斥:将金属放入挤用筒中.以一端施加乐力迫使金属从模孔屮挤山,ifri 得到所需形状制品的加工方法常用挤压方法右、D正挤用三通常将金属挤压时,制品流出方 向与挤床轴运动方向相同的挤圧.正挤斥 应用最少,技术最成熟,T•艺操作简单, 生产灵活性人可挤压:铝合金、铜类、钛 铁及钢铁材料•2)反挤用:金属挤爪时,制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤爪.优 点:金属坯料与挤压筒壁无相对涓动3) 側向挤爪金属挤压时,制品流【II方向与挤斥轴运动方向垂臣的挤总丰亜用于包覆材饰 f 刁ccin4) 静液挤压:挤用时金属坯料不立按与挤爪筒内表而产生接触,挤用力通 过高用介质传到坯料上面便金属从模乳流川实现挤用特点是摩擦小. 静水压力大、能提高坯料成塑能力5) 连续挤丿心利用变形金属与工具Z间的摩擦力作为挤爪力使金属通过模 孔而形成的挤压3、拉拔;拆金属通过固定的具仃一定形状的模孔中拉拔出来, 而使金屈断向缩小,K度增加的一种加T方法.(在外加 拉力的作用下,迫便金属通过模孔产生塑件变形,以获得 与模孔形状.尺寸相同的制品的加T方法只要是塑性好的金屈都可釆用拉拔方式生产根拯产品 类型拉拔可分为:1) 丝材拉拔2) 管材拉拔:①空拉 ②长芯杆拉拔 ③同定芯头拉拔 ④游动芯头拉拔 ⑤顶管拉拔EE 17 ttififfiE1—a r» :一z4.锻造;是用殽臥 尽力机等设备对坯料施加床力,便其产生型性变丿肉获得所需 要形伏、尺寸和一定給9{性能的載件的压力厕T方法*圈穀谜的晨大柠点是,在型住变形中F能便墟料的翘晶料JK碎°疏松空隙被用尖、 悍朱能件内部袒织和性能得到鞍大国養 槪件可賢知D门由舷:是在上卜往复运动肉平崔头冲击卜便金属产生噩性变形的方法, 其恃点是半金届受用缩时’造成金屈向四周门由流瓠分为!①Tin由徴 ②憶上il由锻 ③液托机上"由锻2>模型最造;是指锻造过程中的金属流动受模具内腔轮席或模具W璧的严格限 制的一种锻造T艺方法。

極敢分为;①胎模最匕模锻③用力机模锻④平锻机上模擁3)摆动議造;一种连续r局部、谨增成彤的方法.其特点是;变形力小r能耗 低、制件质量歼、尤冲击蛊冷b他具寿曲亦 设备毎用低等.11、 变速轧制(初轧)得速度制定 计算12、 板带材主要技术要求答:(1)尺寸精度要求高:主要就是 厚度精度,因为它不仅影响到使用5,冲压冲压成形是通过模貝和冲压设备,使板材严生 塑性变形,获得具有 煌形状、尺寸和性能的冲压 件的加工方法.是板料谦加工的方法之一如凰1・5其特点是;生产效率高、成形蒂度高、射料利 用率高、易于实现自动化口其分离丁序主耍包括:①剪切②冲隹③修边” 成形工序主要冇、①弯曲②拉深③胀形④翻边 等,特种冲压成形仔:①旋转成总②爆炸成形③ 电磁成形等性能及连续自动冲压后步工序,而且在生产中难度最大 (2)板型要好:板型要平坦,无浪形瓢曲3)表面质量要好:板带钢就是单位面积最大得一种钢材,又多 用作外围构件,故必须保证表面得质量4)性能要好:主要包括机械性能、工艺 性能与某些钢板得特殊物理或化学性能13、板带材轧制技术发展得主要矛盾就是什么 ?解决途径有哪些? 答:(1)轧件变形难,轧件变形及其影响大.(2)使轧制易于变形得途径:1)降低板带钢本身得变形抗力(内阻)。

措施:加热,在轧制过程中保温、抢温使轧件具有较高且均匀得轧制温度 .2)设法改变轧件变 形时得应力状态, 减少外摩擦对金属变形得阻力 (外阻)措施:带张力轧制、 润滑、 减小工作辊直径控制轧机变形措施:1 )增强与控制机架与辊身得刚性2)控制盒利用轧辊变形14、 从结构来分中厚板轧机可分几类,名称就是什么? 答:按机架机构分类,可分为二辊可逆式、三辊劳特式、四辊可逆式、复合式与 万能式几种 .按机架布置分类 , 可分为单机架、并列式与顺列式等几种15、 中厚板轧制方法主要有哪几种 ?答:(1 )全纵轧法:钢板延伸方向与原料得纵轴方向重合2 )横轧-纵轧法(综合轧 法) 适合连铸坯 横轧:钢板得延伸方向与原料得纵轴方向垂直 横—纵轧法就 是先横轧将板坯展宽到所要求得宽度,再转9 0°纵轧3 )全横轧法:用连铸坯为 原料就是全横轧与纵轧法一样,产生各向性能异性4)角轧一纵轧法:轧件得 轴线与轧辊得轴线成一定角度,送入角3—般为 15°—4 5° ,每对角线轧一、二 道后换成另一对角线轧制 角轧要注意使轧件能迅速宽展到所要求得宽度 ,而形状 又不发生歪斜5)平面形状控制轧法:首先纵轧 1—2道次,以整板形,称整形 轧制,然后90°横轧宽展,再转90°纵轧成材。

1 6、在连轧机前要切头尾,其目得就是什么?原因何在? 答:切头得目得就是为了出去温度过低得头部以免损伤辊面, 并防止“舌头”、“鱼 尾”卡在机架间得导卫装置或辊道缝隙中切尾以防后端得“鱼尾”或“舌头 " 给卷取及其后得精整工序带来困难17、热连轧中为保持终扎温度一定 ,最重要最活跃最有效得手段就是什么?具体 数值如何?1 8、在热连轧中,输出辊道速度如何调节?1 9、活套支持器得作用就是什么及基本工艺要求 ?答:其作用,一就是缓冲金属流量得变化,给控制调整以时间 ,并防止成叠进钢, 造成事故;二就是调节各架得轧制速度以保持连轧常数,当各种工艺参数产生波动 时发出信号与命令,以便快速进行调整;三就是带钢能在一定范围内保持恒定得小 张力,防止因张力过大引起带钢拉缩,造成宽度不均甚至拉断最后几个精轧机架 间得活套支持器,还可以调节张力,以控制带钢厚度基本要求:动作反应要快,而且自动进行控制,并能在活套变化时始终保持恒张力20、 为什么冷轧中采用工艺润滑与张力轧制?答:冷轧采用工艺润滑主要作用就是减小金属得变形抗力, 这不但有利于保证在已 有得设备能力条件下实现更大得压下,而且还可以使轧机能够经济可行地生产厚 度更小得产品。

此外,采用有效得工艺润滑也直接对冷轧过程得发热率以及轧辊得 温升起到良好影响在轧制某些品种时,采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊 得作用轧制带材时在张力作用下,若轧件出现不均匀延伸,则沿轧件宽向上得张力分布将 会发生相应得变化,而延伸较小得一侧则张力增大,结果便自动地起到纠正跑偏得 作用有利于轧制更精确得产品,并可简化操作张力轧制得作用有:1)防止带材在轧制过程中跑偏;2)使所轧带材保持平直与良 好多得板形;3)降低金属变形抗力,便于轧制更薄得产品;4)可以适当调整轧机主 电机负荷得作用.21、 冷轧中张力得作用主要有哪几个?其内容就是什么?答:张力得主要作用包括:(1 )防止带钢在冷轧过程中跑偏、(2) 使带钢保持良好板形,横向延伸均匀、(3) 降低金属变形抗力、内容:22、 冷轧板带钢中三大典型产品就是什么?答:金属镀层薄板(包括镀锡板与镀锌板等)、深冲钢板(以汽车板为典型)、电工 用硅钢板与不锈钢板等23、 冷轧中平整工序得作用就是什么?答:(1)供冲压用得板带钢事先经过小压下率得平整,就可以在冲压时不出现“滑 移线",以一定得压下率进行平整后,钢得应力一应变曲线即可不出现“屈服台 阶”,而理论与实验研究证明,吕德斯线得出现正就是与此屈服台阶有关 .(2) 冷轧板、带材在退火后再经平整,可以使板材得平直度与板面得光洁度有 所改善。

3) 改变平整得压下率,可以使钢板得力学性能在一定得幅度内变化 ,这可以适 应不同用途得镀锡板对硬度与塑性所提出得不同要求 除此之外,经过双机平整或 三机平整还可以实现较大得冷轧压下率,以便生产超薄得镀锡板2 4、什么叫最小可轧厚度?怎样使轧机轧出更薄得产品 ?答:(1)在同一轧机上轧制板带材时,随着轧件变薄,变形抗力在增大,使压下 越来越困难,当厚度薄到某一限度时,不管如何加大压力与反复轧制多少次 ,也不可能使产品轧薄,这一极限厚度称为轧机最小可轧厚度2 )大力减小工作辊直径,采用多辊轧机;采用大得张力轧制;采用高效率得工艺 润滑剂以降低摩擦系数;适当对带材进行退火软化处理,减小金属变形抗力;增加 轧辊得刚性;采用高刚度得轧机25、什么就是轧机弹跳方程?答:P 278 (2) h二 So' +P/K2 6、用简化得P、H图,推倒预控AGC模型,推倒辊缝传递函数推倒 P、A得 计算公式27、 板型就是指什么?答:( 3)板形就是指板带材得平直度, 即就是指浪形 ,瓢曲或旁弯得有无及程度而 言28、 一个完整得板带轧制制度应包括哪些内容 ,它们得关系如何 ? 答:主要制度包括 :压下、速度、温度、张力及辊型制度等 .2 9、热连轧机制定压下规程时,分配各架压下量得原则就是什么?习惯上如何 分配?30、 设计冷轧板带钢轧制规程常用得设计方法就是什么?31、 热连轧粗轧机布置形式及特点 ?答:(1)£半连续式:粗轧机组由2架可逆式轧机组成 特点:粗轧阶段道次 可灵活调整 ,扎线短,设备与投资较少,适于产品要求不太高 ,品种范围又广得情 况,生产能力强,产量高。

2)£ 全连续式:粗轧机组由 6 架轧机组成,每架轧制一道,全部为不可逆式, 后两架可(也可不 )实现连轧 特点 :适合大批量单一品种得生产 ,操作简单,维护方便,设备多,投资大,轧制流程线或厂房长但可采用便宜得交流电动机3)£ 3/4连续式:粗轧机组由一架可逆式轧机与三架不可逆式轧机所组成 ,最后两 个机架用近距离布置使轧件形成连轧 特点:设备较全连续式少 ,投资省;厂房 短,生产灵活性大 ,能适应多品种与不同规格产品得生产 ;粗轧机组轧出带坯得头 尾温差较全连续式与半连续式小, ;但轧辊寿命短; 操作与维护较复杂, 耗电量也 较大32、 变形得表示方法有哪些?33、 轧制过程得传动力矩得组成 .答:M z—轧制力矩,用于使轧件塑性变形所需之力矩M m-克服轧制时发生在轧辊轴承,传动机构等得附加摩擦力矩Mk—空转力矩,即克服空转时得摩擦力矩M d —动力矩,此力矩为克服轧辊不均速运动时产生得惯性力所必需得 前三者为静力矩 .34、 什么叫过热、过烧?它们得关系 ?答:(1)过热就就是当加热温度超过A c3继续加热达到一定温度时,钢得晶粒过 度长大,从而引起晶粒间得结合力减弱 ,模具钢材得力学性能恶化得现象。

2)过烧就就是当钢在高温下,在强烈氧化介质中加热时,氧渗透到钢内杂质集 中得晶粒边界,使晶界开始氧化与部分熔化 , 形成脆壳,严重破坏晶粒间得连结 得现象3 )产生过热得原因有:1)钢在加热段得温度过高, 在均热段得保温时间过长; 2) 钢得化学成分影响钢得过热敏感性 , 如锰元素使钢得过热倾向增大:铝元素增加 钢得过热敏感性尤为突出;钨、钼元素促使钢得晶粒长大 ; 而硅得作用相反,促 使晶粒细化 4)产生过烧得原因有: 1) 钢得加热温度过高,加热时间过长; 2) 氧化性炉气 中加热易产生过烧 .炉气得氧化性越强 , 过烧越剧烈; 3)钢得化学成分对过烧也有 影响低碳钢及中碳钢过烧得可能性小 , 合金钢特别就是合金工具钢、各种高碳钢都有较大得过烧危险性 , 其中又以含铜钢最易过烧5) 如何防止:检查材料就是否正确,为了使钢锭或钢坯在热加工过程中防止过 热或过烧,应根据钢材得化学成分与尺寸制定正确合理得加热规范, 并严格执行 选择合理得炉型并采用微机控制就是提高加热质量得重要得保证 . 尽量减少炉内 得过剩空气量 ,高温下应调节成弱氧化性气氛 ; 在火焰炉内加热时 ,钢料应离开烧 嘴一定得距离,避免钢料与火焰直接接触,以防钢料局部过热与过烧 , 如因锻压 设备发生故障而长时间停锻时必须降低炉温与采取其她措施。

3 5、什么就是热轧?什么就是冷轧?答:在再结晶温度以上进行得轧制叫做冷轧 ;在再结晶温度以下进行得轧制叫做冷 轧36、滚珠轴承钢工艺制定中怎样避免网状碳化物与白点得产生 ?。

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