[发明专利]一种降低金属材料各向异性的精加工装置及其方法

说明书

本发明涉及金属材料轧制加工技术领域，特别涉及一种降低金属材料各向异性的精加工装置及其方法，其为二辊轧机，包括上工作辊、下工作辊、牌坊、轧件纵向位置控制器、轧件横向进给控制器、分速机和传动装置，其特征是，所述上工作辊和/或下工作辊的辊面上最少设有一段平面段或弦高小于相邻辊面的曲面段，辊面的其余部分为圆柱面，所述上工作辊和下工作辊匹配后形成有规律的大辊缝区和小辊缝区。与现有技术相比，本发明的有益效果是：使金属轧件产生沿与轧件长度方向垂直方向的变形，使轧件的宽度调整灵活，沿轧件宽度方向的变形降低了材料侧边裂纹倾向，改善了材料的各向异性，提高材料的塑性，使金属制品的质量得以大幅提升，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及金属材料轧制加工技术领域，特别涉及一种采用横向进料纵向轧制方式降低金属材料各向异性的精加工装置及其方法。

背景技术

金属材料轧制一般可以分为纵轧、斜轧、横轧等种类。纵轧时金属流动的方向与轧辊表面运动方向相同，例如板带、圆钢、棒材、型钢等的轧制都属于纵轧，是轧制的主要形式。横轧时金属的流动方向垂直于变形工具的运动方向，例如楔横轧等，可轧制一些变断面的轴类产品；斜轧则处于纵轧和横轧之间，变形金属的流动方向与轧辊的运动方向成一定角度，金属除了前进运动外，还绕本身轴线转动，轧件整体做螺旋前进运动，例如钢管、钢球、螺纹轧制等。

纵轧时金属变形方向不变，金属容易产生各向异性，另外产品宽度不容易控制，用大坯料轧制小断面时需要改变坯料尺寸或用立辊或立轧孔型控制轧件宽度。横轧和斜轧时轧件产生旋转运动，不适合轧制非圆断面的产品。纵轧可利用强迫宽展的方法获得较大宽度的轧件，但轧制方向没有变化，因此不能改善材料的各向异性。为了改善材料的各向异性，一般采用纵横交替可逆轧制的方法，但这种轧制方法受到轧辊宽度的限制，不能轧制较长的轧件。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低金属材料各向异性的精加工装置及其方法，克服现有技术的不足，利用二辊或多辊轧机轧机，使轧件从牌坊窗口的一个侧面进入机架，然后在与坯料长度垂直的方向上进行往复轧制，在轧制的间隙过程中，使轧件向另一侧的牌坊窗口方向运动并轧出，旨在使轧件在宽度方向上获得大的变形，也可以使轧件在长度方向上产生需要的周期性的变形，降低材料各向异性，使材料各个方向力学性能均匀。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明技术方案之一：一种降低金属材料各向异性的精加工装置，其为二辊轧机，包括上工作辊、下工作辊、牌坊、轧件纵向位置控制器、轧件横向进给控制器、分速机和传动装置，所述上工作辊和/或下工作辊的辊面上最少设有一段平面段或弦高小于相邻辊面的曲面段，辊面的其余部分为圆柱面，所述上工作辊和下工作辊匹配后形成有规律的大辊缝区和小辊缝区。

所述辊面上的平面段或弦高小于相邻辊面的曲面段在辊面圆周方向上分布的数量为2、3、4、5、6个或更多，相邻平面段或曲面段之间由圆柱面相间隔。

本发明技术方案之二：一种降低金属材料各向异性的精加工装置，其为二辊轧机，包括上工作辊、下工作辊、牌坊、轧件纵向位置控制器、轧件横向进给控制器、分速机和传动装置，所述上工作辊和/或下工作辊的辊面圆周上设有一个或多个台阶或型槽。

多个所述二辊轧机串联成横列式轧机机组。

所述分速机为偏置传动结构，传动箱内两个从动齿轮位于两个主动齿轮的同一侧，两个从动齿轮之间的空间与轧件通过窗相贯通。

所述牌坊的窗口宽度大于轧件目标宽度的2倍。

本发明技术方案之三：一种降低金属材料各向异性的精加工方法，包括纵向轧制和横向轧制步骤，具体操作步骤如下：

1）当轧件从牌坊的一侧进入机架后，利用轧件纵向位置控制器控制轧件，使轧件在辊缝前后移动，当轧件进入轧辊的大辊缝区时，轧件被拉回到起始位置，当轧件进入轧辊的小辊缝区时实现轧制；