雙金屬冷復合帶軋機設計要點分析

劉群

摘 要：材料是一個國家工業發展的重要基礎。隨著我國經濟的快速發展，對于各種金屬材料的需求不斷增加，尤其是金屬復合帶材更是在軍工、電子當行業中得到了廣泛的應用。做好金屬復合帶材的研究與應用對于促進我國經濟、工業的健康穩定發展有著極為重要的意義。現今，對于金屬復合帶材的生產多采用的是復合軋制方法來進行生產的。做好金屬復合帶材的生產需要設計出相應規格的金屬復合軋機，本文在分析雙金屬冷復合帶軋機特點的基礎上對雙金屬復合軋機的設計要點進行分析闡述。

關鍵詞：雙金屬冷復合帶軋機；組成；設計要點

中圖分類號：TG269 文獻標識碼：A

金屬復合帶材是一種應用十分廣泛的材料，在軍工、電子、電力等行業中都有著廣泛的應用。在金屬復合帶材的生產過程中雙金屬復合軋機是一種極為重要的設備。隨著我國經濟快速發展以及雙金屬復合軋機研究的不斷深入，我國已經能夠完成多種規格帶材的生產。隨著材料強度、生產工藝的要求，軋機從原先的熱復合發展到了冷復合，軋制的金屬種類涵蓋了鋼、銅、鋁以及精密合金等的眾多的金屬。做好雙金屬復合軋機的研究與應用對于確保我國帶材的生產有著極為重要的意義。

1.雙金屬冷復合帶軋機的特點分析

雙金屬復合軋機其具有冷、熱兩種復合形式。熱復合軋機主要用于對復合材料進行軋制前的加熱，加熱的目標是為了降低復合材料的屈服強度，而為實現這一目標需要將加熱溫度控制在材料退火溫度的區間范圍內。通過熱軋機前期的加熱可以使得復合材料在軋制的過程中需要的軋制力大為降低。在熱軋機加熱方式的選擇上需要根據所需加熱材料的不同進行相應的選擇，比如說可以選擇電阻加熱、感應加熱等的加熱方式。為做好對于加熱溫度的控制，在雙金屬復合軋機中需要配置相應的溫度控制設備用以使得軋制材料能夠均勻受熱。此外，選用不同的加熱方式將會限制熱金屬復合軋機對于軋制材料種類的擴展，并對軋制復合材料的性能產生了一定的影響。而為了規避熱金屬復合軋制設備的上述缺陷，冷復合軋制方式被越來越多的人們所接受。相較于熱復合軋制機冷復合軋制機對于復合材料的軋制是在常溫下進行的，在軋制的過程中通過采用60%～70%的下壓量對復合材料進行多次軋制，從而將兩種或是多種金屬有機地復合軋制在一起。為有效地拓展冷復合軋制機的使用效率，在對冷復合軋制機進行設計時應當引起注意，通過對冷復合軋制機設計能力的提升使得其能夠對多種金屬進行復合軋制，從而拓寬冷復合軋制機的利用效率。

2.雙金屬冷復合帶軋機的組成

雙金屬冷復合帶軋機結構如圖1所示，其主要由開卷機（1）、入口設備（2）、軋機導位裝置（3）、軋機本體（4）以及出口設備（5）等部分組成。對于雙金屬冷復合帶軋機的入口設備可以在直頭穿帶功能的基礎上加設在線修磨設備，用以對進入雙金屬冷復合帶軋機的復合材料進行前期的表面打磨處理，從而使得待軋制的復合材料在打磨后去除表面的氧化層，露出氧化層下的非氧化金屬層。雙金屬冷復合帶軋機省去了熱復合軋機的加熱裝置，因此，不論是在結構還是控制方面都大為簡化。

3.雙金屬冷復合帶軋機設計難點與要點分析

在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中，雙金屬冷復合帶軋機會受到所軋制金屬特殊工藝的影響，使得雙金屬冷復合帶軋機在設計上與一般軋機有所區別。在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中最關鍵也是最主要的難點是要求雙金屬冷復合帶軋機的一次軋制壓下率要達到60%～70%左右，而在進行雙金屬疊加軋制的過程中應當避免使用軋制潤滑液以避免軋制潤滑液進入到雙金屬結合面而導致復合金屬的軋制失效。針對這一問題在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中要引起注意，從而導致雙金屬冷復合帶軋機的設計要與傳統一般軋機有所區別。在雙金屬冷復合帶軋機軋制咬入時（以某厚度為9mm，寬度350mm，屈服強度>400MPa的金屬材料）對于金屬材料的壓下率為70%，金屬材料與軋輥之間的摩擦系數按照0.1進行計算后雙金屬冷復合帶軋機的軋輥的直徑需要超過900mm才能滿足咬入要求。而軋輥直徑和軋制力的加大則會造成雙金屬冷復合帶軋機的體型較大，造成雙金屬冷復合帶軋機的成本上升。為提高雙金屬冷復合帶軋機的性價比，在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中會減小對于雙金屬冷復合帶軋機的一次軋制壓下率的要求，對于雙金屬冷復合帶軋機的壓下率采取分步實現的方式。通過這一方式能夠將雙金屬冷復合帶軋機的軋輥從900mm縮減至300mm左右，對于雙金屬冷復合帶軋機各軋輥的軋制力的要求也大幅縮減。在雙金屬冷復合帶軋機中采用4軋輥的結構形式，4軋輥中包含有正負彎輥裝置，用以對雙金屬冷復合帶軋機的軋制剛度和軋制帶型進行相應地調整。在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中對于軋制傳動方式的選擇根據所軋制材料的特性而有所區別，對于強度較低的金屬材料，在雙金屬冷復合帶軋機的傳動方式上多選用的是直接傳動的方式，而對于一些強度較高的材料，在傳動上為了確保雙金屬冷復合帶軋機軋輥的軋制效果，需要通過適當提高雙金屬冷復合帶軋機工作輥的直徑來確保支撐輥與工作輥之間扭矩的有效傳遞。對于雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中的潤滑問題，由于不能采用軋制油避免其造成金屬復合失效。雙金屬冷復合帶軋機在潤滑方式的選擇上選用的是微量潤滑方式，如噴霧、輥涂等的方式，此外對于潤滑油需要選擇流動性較差的潤滑油。但是需要注意的是上述方式將會導致雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中軋制力分布不均勻，因此在雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中選用均勻、持續、適合的潤滑油用量是雙金屬冷復合帶軋機設計中需要注意的問題。雙金屬冷復合帶軋機在軋制的過程中會產生大量的變形熱，而其所采用的微量潤滑油方式對于冷卻的效果較差。為改善冷卻效果，在雙金屬冷復合帶軋機的設計過程中選用軋輥中空水冷的冷卻方式，并輔助空氣風冷，根據計算能夠將雙金屬冷復合帶軋機軋制過程中的工作溫度控制在120℃的范圍內。適宜的溫度也容易保證潤滑油的潤滑效果，確保軋制的順利進行。

結語

雙金屬冷復合帶軋機能夠滿足多種金屬材料的軋制需求，是軋機的重要發展方向。本文在分析雙金屬冷復合帶軋機結構特點的基礎上對雙金屬冷復合帶軋機的設計要點及難點進行了分析介紹，做好雙金屬冷復合帶軋機的設計提升其功能性能以使得雙金屬冷復合帶軋機有著廣泛的應用前景。

參考文獻

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