[发明专利]金属板材表面强化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属板材强化方法，尤其是一种用于强化金属板材的外表面，使其具有更高的强度，硬度和耐磨性的工艺。

技术背景

近年来，随着国际经济的高速发展，对金属的需求量越来越大。人们对金属总量需求增加的同时，对一些高性能金属的需求量也随之增加。尤其是一些廉价的，高性能的金属更是受到了业界的强烈追求。目前也有一些方法可以提高金属表面强度，增加耐磨性，例如喷丸，渗氮等工艺。然而喷丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，对带有油污的工件，喷丸无法彻底清除油污；而且清理表面易有湿气，容易再生锈，清理效率低，操作人员多，劳动强度大等缺点更是进一步限制其适用范围。渗氮工艺易出现硬度偏低，硬度和渗层不均匀，变形过大，外观质量差，脉状氮化物，生产工艺复杂，金属应用范围窄等缺点，也使其应用受到了很大的限制。剧烈塑性变形方法如ECAP，HPT等工艺也可对金属反复进行挤压或扭转，从而积累大量应变，进而能够有效地将块体材料内部的晶粒细化，制备出块体超细晶材料但通常制备的试样尺寸小，难于实现连续化生产。总体来说，这些工艺生结构复杂，产成本较高，工业化生产难度大成为其致命缺陷。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种金属板材表面强化工艺，该工艺能够根据实际生产的需要，进行工业化大生产，制造所需的金属板材，并能够方便快捷的调整工作区域大小，以及工作半径，进而控制金属板材弯曲变形情况，得到性能不同需求的金属板材。

为实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案；

一种金属板材表面强化工艺，具体步骤是：首先，将原料通过轧机的轧辊完成轧制塑性变形后，在第一导轨的作用下，进入第二导轨和第一弯辊的工作区，进行第一次弯曲变形，然后在第三导轨和第二弯辊的作用下进行第二次弯曲反应，然后经过第四导轨和第三弯辊的工作区，再由第五导轨引入矫直机进行矫直，完成工作。

将原料坯料送入轧机后，调整轧机的压下量，使轧件得到需要求的尺寸。

在轧件进入矫直机后，与各个弯辊配合使用的导轨可离开其位置，以便减小与轧件之间的摩擦力。

本发明的有益效果是：

本发明可以有效提高金属板材的上下表面部分的强度（或硬度）。同时结合后续的热处理工艺，通过控制相变，进一步改善金属板材的组织性能。从而达到提高金属板材的表面强化的目的。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

如图1，2所示，一种金属板材表面强化工艺，由轧制—弯曲变形工艺组合而成，采用一台轧机、一套弯曲设备和一套矫直设备。

在轧制变形的基础上，通过对金属板材的连续的弯曲变形，使其上下表面部分发生进一步塑性变形，使其上下表面部分晶粒更加细化、变形储存能（或位错密度）更大，由Hal1-Petch关系式                                               可知，其上下表面部分的强度（或硬度）也将更大，从而达到提高金属板材的表面强化的目的。同时结合后续的热处理工艺，通过控制相变，进一步改善金属板材的组织性能。

该金属板材表面强化工艺，具体步骤是：

   首先，原料通过轧机的轧辊1完成轧制塑性变形后，在第一导轨2的作用下，进入第二导轨3和第一弯辊4的工作区，进行第一次弯曲变形，然后在第三导轨6和第二弯辊5的作用下进行第二次弯曲反应，然后经过第四导轨7和第三弯辊8的工作区（金属板材的弯曲变形，可以根据强化要求，增减弯曲变形的次数），再由第五导轨9引入矫直机10进行矫直，完成工作。

其中：将坯料送入轧机1，调整合适的压下量，是轧件得到需要求的尺寸。

通过导轨的作用，将轧件引入第二导轨3与第一弯辊4的工作区，第一弯辊4绕其轴线转动，带动轧件运动，并在第二导轨3的作用下，将其引入第二弯辊5与第三导轨6的工作区，使其发生再次弯曲。随着第二弯辊5的转动，轧件经由第三导轨6引入弯辊8与第四导轨7的工作区，继续进行弯曲变形。随之类推。最终引入最后第五导轨9。经过第五导轨9的轧件，引入最终的矫直机。在矫直机的作用下，轧件矫直，并在后续中整理，以待使用。

位于设备前端的轧机，坯料可以通过轧制得到相应的尺寸，其强度会相对与坯料有所升高，但整体性能趋于一致。由于材料性自身能影响及轧制设备尺寸限制，轧制变形不能过大。