冷軋輥電火花毛化技術探討

梁原祿

摘 要：在當今的冷軋薄板生產(chǎn)當中，對冷軋工作輥的輥面處理有著嚴格的要求，為了提高其延伸性以及深沖性能，滿足市場的要求，制作出符合要求的冷軋毛化鋼板材料，軋錕毛化技術實現(xiàn)了不斷提升。本文則針對無規(guī)則分布粗糙度形貌的電火花毛化技術進行主要的研究，介紹其冷軋錕電火花毛化技術的特點，并對其應用進行主要的探討。

關鍵詞：電火花毛化；冷軋錕；技術.

電火花毛化技術

電火花毛化技術在當今的軋錕毛化加工技術當中得到了十分廣泛的應用，即在絕緣油中以放電火花來侵蝕刻畫出軋錕表面形態(tài)，將軋錕和電極投入到具有絕緣性能的工作液當中，把具有相當幅度和頻率的電壓放在軋錕以及電極中，通過控制軋錕與電極之間的間隔來實現(xiàn)對正負離子的控制。當軋錕與電極之間的間隔達到一定的程度，脈沖電壓則會發(fā)揮一定的性能作用，極間的介質(zhì)發(fā)生電離和擊穿作用，電子會出現(xiàn)高速運轉，離子迅速發(fā)生偏移，正離子急速奔向負極。通過這樣的形式，電能會轉向動能，動能在碰撞沖擊的作用下又會轉換為熱能，在轉換過程中，瞬時熱能則會出現(xiàn)在正極和負極的表面，在很短時間內(nèi)，溫度急速地升高，達到20000攝氏度，工作液汽化，金屬材料在高溫的作用下也會發(fā)生物理變化，發(fā)生熔化和汽化，在汽化后，其體積會發(fā)生很大的變化，不斷地膨脹，熔化的金屬液化后則會被排除出工作液之外，軋錕的表面就會出現(xiàn)電蝕坑。當放電工作持續(xù)不斷地進行時，軋錕則會順著電極一直旋轉，沿著軸方向不停地運動，再通過一系列的工藝進行調(diào)節(jié)，比如電極到軋錕表面的距離、脈沖電壓、電流強度以及放電時脈沖的開、關的時間等，以此來得到選定的軋錕表面粗糙度。由此，在軋錕上就形成了粗糙和毛化的表面。

電火花的毛化工藝的Ra十分均勻，再現(xiàn)性能好，可以通過放電間距和脈沖電壓、電流以及脈沖特性來選定Ra。相較于噴丸毛化技術來說，電火花的毛化工藝的選定范圍較寬，在給定Ra的條件下，PPI值可以高于噴丸毛化技術的50%左右。另一方面，在軋制的過程中，PPI值持續(xù)實現(xiàn)不明顯的下降狀態(tài)，特別是在毛化不受到軋錕硬度的約束的條件下，其性能會明顯優(yōu)于噴丸毛化工藝。

另外，電火花毛化技術所得到的軋錕構造仍然呈現(xiàn)出統(tǒng)計分布的狀態(tài)，當提高DOI時，其結果會使鋼板沖壓時的潤滑性能變差，Ra依舊會受到限制，Ra太小以及加工時間過長則會導致放電電流過大，甚至出現(xiàn)燒傷軋錕表面的現(xiàn)象，同噴丸毛化工藝一樣，Pa以及PPI之間的關系是不能實現(xiàn)隨意調(diào)節(jié)的。

電火花毛化技術作為生產(chǎn)冷軋錕最常用的方法，冷軋錕的表面結構具有很高的附加值。

電火花毛化技術對軋錕表面的影響

軋錕的使用壽命受到了其表面形態(tài)的嚴重影響，為了降低其損毀程度，有必要對其進行最佳分形維數(shù)的研究，對最佳分形維數(shù)的研究可以為最終的加工進行指導，當其表面輪廓的分形維數(shù)相對于最優(yōu)維數(shù)偏差較小時，其所需要的磨合時間就越短，磨合所產(chǎn)生的磨損量也越小。

對于電火花毛化工藝而言，其表面的粗糙度Ra以及單位長度上的凹坑數(shù)Pc是根據(jù)放電電流、電脈沖的寬度、主軸的回轉速度以及工具上的電極沿軸方向速度等設定的，在這些影響因素當中，其主要影響加工質(zhì)量的因素是脈沖峰值的電流以及脈沖的寬度，因此，要實現(xiàn)對毛化表面的控制，可以通過調(diào)節(jié)放電的參數(shù)。縱觀當前的學術理論，對電火花毛化表面的研究內(nèi)容和理論還相對較少，主要是通過實驗的方法來進行研究，因此，對參數(shù)的設定直接影響了模型。通過研究，可以A線、數(shù)據(jù)滑移技術得到銅電極加工鋼材，毛化表面粗糙度的模型：Ra= ，Ra=0.16。當D增加時，脈沖峰值電流會不斷地增加，脈沖寬度也會不斷地提升，D值則會下降。因此，在相同的條件下，峰值的電流會不斷地增加，單個的脈沖能量也會隨之增加，由于單個脈沖能量和其蝕除量是呈正比的，因此，在電流的密度增加時，通道中則會出現(xiàn)很多的帶電粒子，帶電粒子會呈現(xiàn)高速運轉的狀態(tài)，以此來攻擊工作的表面，電火花毛化技術在軋錕的表面上表現(xiàn)出來的就是更深的坑點，坑的直徑變大，Ra值也會變大，隨之而來的是軋錕表面結構的D值變小。由于脈沖寬度與其有著極其相似的特征，脈沖的寬度比其他寬，液態(tài)金屬熔化后有一部分殘留存放在凹坑當中，放電通道的半徑擴展程度變大。除此之外，當受熱的時間較長，影響層厚，對材料的蝕除量會增加，而工作的表面粗糙程度也會變大，凹坑數(shù)不斷變少，Pc值降低，因此，D值則會呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢。

結語

隨著科學技術的發(fā)展以及軋機裝備的水平不斷提升，對軋錕表面的粗糙度要求也越來越嚴格，為滿足市場的需要，必須采用先進的冷軋錕毛化技術。從當前的集中冷軋錕毛化技術來看，電火花毛化技術最為成熟，其應用也是最為廣泛的，通過對冷軋錕表面的毛化技術的研究，冷軋錕電火花毛化技術能夠?qū)崿F(xiàn)較為均勻的粗糙度，并且其再現(xiàn)性能也較高。

由于電火花毛化技術對Ra值以及Pc值都有較為嚴格的要求，受到了放電峰值電流以及脈沖寬度的影響，因此，可以通過對主要的放電參數(shù)以及毛化表面的參數(shù)進行模型構建，實現(xiàn)對軋錕與表面之間的關系構建。通過近幾年的研究，冷軋錕電火花毛化技術已經(jīng)逐漸地完善和成熟，并在許多大型企業(yè)中得到了應用，為了滿足行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，必須通過先進的工藝技術，不斷地提高冷壓板表面的質(zhì)量，推動行業(yè)的進一步發(fā)展。

（作者單位：廣西柳州鋼鐵集團有限公司冷軋板帶廠）

【參考文獻】

[1]范慶國，盧勁松，金力.冷軋輥毛化輥面形貌研究[J].鋼鐵研究學報，2012，24（S1）.

[2]劉紅斌.電火花毛化表面形貌的分形機理與磨損性能[J].電加工與模具，2011（05）.