[发明专利]一种静磁场辅助作用下轧制金属线棒材的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及金属线棒材挤压轧制和拉拔技术领域，特别涉及到一种静磁场辅助作用下轧制金属线棒材的方法。

背景技术

金属线棒材是一种重要的工程机械用材料，其最主要的生产方法是通过轧制挤压和拉拔成型；由于许多金属的变形抗力比较大，金属线棒材的轧制挤压或拉拔需要消耗较高的能量，特别是利用高强度金属生产线棒材时加工难度大、尺寸精准度和成材率低；再者，在金属轧制挤压和拉拔过程中，为使金属容易变形加工，往往需要将金属线棒材坯料加热到较高的温度，这对一些活泼性金属特别是铝、镁、钛等来说，高温加工过程的氧化及脆化会严重降低成品的质量。

现有技术中，CN103628010A公开了一种提高铝基复合材料塑性变形能力的光磁耦合方法，该方法需要光子与磁场耦合作用20s-200s的时间，可以提高铝基复合材料的塑性变形能力，该方法的不足是光磁耦合方法比较复杂，参数间的匹配达到最优效果具有一定难度，特别是该方法需要光磁耦合的时间长，不太适合高速线棒材连续挤压轧制和拉拔过程；CN103643190A公开了一种提高铝基复合材料变形能力的方法，提出对铝基复合材料施加30s-200s的1T-50T的直流静磁场可以提高铝基复合材料的塑性变形能力，由于该方法采用的直流磁场比较强，特别是需要将复合材料在磁场中处理的时间长，因此，也不适合用于高速线棒材轧制使用。

因此，为降低金属线棒材加工过程中的变形抗力，降低能源消耗，同时提高金属线棒材轧制挤压和拉拔的效率、产品的尺寸精准度和成材率，提出了一种静磁场辅助作用下轧制金属线棒材的方法。

发明内容

本发明的目的是在金属线棒材高速轧制挤压和拉拔的过程中，辅以静磁场作用，利用磁场降低材料加工过程的变形抗力及加工硬化对材料进一步加工的不利影响，实现金属线棒材的高速、高精度和高成材率的加工，解决目前高速线棒材加工因材料变形抗力大、加工过程硬化导致的问题，并克服现有技术改善材料塑性存在的效率低、难度大、工艺复杂的问题。

本发明的目的是通过如下方案实现的：一种静磁场辅助作用下轧制金属线棒材的方法，其特征在于：在金属线棒材坯料行进方向上安置静磁场，在金属线棒材轧制挤压拉拔前，使金属线棒材坯料在穿过静磁场区域的过程中受到磁场作用，金属线棒材坯料的纵向中心线与其行进方向一致，坯料在静磁场辅助作用处理后再经过轧辊进行轧制挤压和拉拔。

进一步地，对于多道次的轧制挤压和拉拔，在每道次轧制挤压和拉拔前都经静磁场处理。

所述的在金属线棒材坯料行进方向上安置静磁场，第一道次轧制即初轧所安置的静磁场为沿金属线棒材坯料行进方向并列安置的三组永恒磁体和一组稳恒电磁体组成的梯度磁场；所述的三组永恒磁体中：第一组永恒磁体的磁感应强度为0.01—0.30T，沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.1—1.0米，第二组永恒磁体的磁感应强度为0.31—0.60T，沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.1—1.0米，第三组永恒磁体的磁感应强度为0.61—0.99T，沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.1—1.0米；所述的稳恒电磁体为环形的直流超导磁体，磁感应强度为1.01—3.00T，稳恒电磁体的中心轴线与金属线棒材坯料的中心轴线在一条直线上，稳恒电磁体沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.1—1.0米。

所述的在金属线棒材坯料行进方向上安置静磁场，第二道次轧制所安置的静磁场为沿金属线棒材坯料行进方向并列安置的一组永恒磁体和稳恒电磁体组成的梯度磁场；所述的永恒磁体的磁感应强度为0.51—0.99T，沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.5—1.0米；所述的稳恒电磁体为环形的直流超导磁体，磁感应强度为1.01—3.00T，稳恒电磁体的中心轴线与金属线棒材坯料的中心轴线在一条直线上，稳恒电磁体沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.1—1.0米。

所述的在金属线棒材坯料行进方向上安置静磁场，第二道次轧制后的多道次轧制所安置的静磁场为一组永恒磁体形成的磁场；所述的永恒磁体的磁感应强度为0.31—0.75T，沿金属线棒材坯料行进方向的宽度即作用区域宽度为0.5—1.0米；

所述的静磁场为永恒磁体产生的磁场时，所用的永恒磁体可以是U型磁体，也可以是圆环形磁体；采用U型磁体时，金属线棒材坯料纵向中心线与U型磁体的槽口中心线在一条直线上；采用圆环形磁体时，金属线棒材坯料纵向中心线与圆环形磁体的中心线在一条直线上。