[发明专利]一种三辊行星轧制含铋不锈钢棒材工艺参数的确定方法

说明书

本发明涉及一种三辊行星轧制含铋不锈钢棒材工艺参数的确定方法。其技术方案是：确定轧制温度、倾斜角、偏转角、摩擦系数和轧辊转速等工艺参数和每个工艺参数的4个水平建立L₁₆(4⁵)正交试验表，以16根含铋不锈钢棒材为原始试样，在轧制过程中分别取出对应的半成品试样，确定每根半成品试样开始产生裂纹时的位置，采用ABAQUS软件对原始试样逐一进行三辊行星轧制的有限元仿真模拟。找出每个含铋不锈钢棒材模型与半成品试样开始产生裂纹时在轴线上所对应的位置，采用Brozzo准则计算每个含铋不锈钢棒材模型的断裂阈值，通过极差分析确定三辊行星轧制含铋不锈钢棒材的最优工艺参数。本发明既能提高成材率又能防止含铋不锈钢棒材芯部裂纹的产生。

技术领域

本发明属于含铋不锈钢棒材工艺参数的确定技术领域。特别涉及一种三辊行星轧制含铋不锈钢棒材工艺参数的确定方法。

背景技术

含铋不锈钢棒材的三辊行星连铸连轧法生产的含铋不锈钢棒材，虽成材率高和晶粒明显细化，但由于各工艺参数之间未进行合理设置，含铋不锈钢棒材在三辊行星轧制中常出现芯部裂纹。

“一种含铋易切钢的轧制工艺”(CN 102389894 A)专利技术，采用连铸钢坯轧制Φ22mm的圆形含铋易切钢棒材，轧制前用加热炉对钢坯加热，轧制过程包括粗轧工序、中轧工序、预精轧工序和精轧工序，通过工艺要求控制冷却水量及在轧制变形期间保证以上工序的温度控制，能防止轧制过程中表面裂纹的产生，但不能防止含铋不锈钢棒材芯部裂纹的产生。

刘劲松等以铜管材为研究对象(刘劲松,蔚敬泽,岳峰丽,田春霞.三辊行星轧制工艺参数优化技术研究[D].沈阳:沈阳理工大学,2008.)，研究了偏转角、轧辊转速和摩擦系数对三辊行星轧制力的影响，将正交试验设计试验方案、BP神经网络建立映射关系和遗传算法相结合，并用MSC.Marc有限元软件对正交试验方案进行三辊行星轧制过程模拟，获得的最优轧制工艺参数为：偏转角6.84°，轧辊转速102.97r/min，摩擦系数0.69。但是并未对温度和倾斜角这两个轧制工艺参数进行研究，获得的最优工艺参数并不全面。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种三辊行星轧制含铋不锈钢棒材工艺参数的确定方法，该方法能得到较全面的含铋不锈钢棒材轧制工艺参数，所确定的工艺参数既能提高材料的成材率又能防止含铋不锈钢棒材芯部裂纹的产生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：

步骤1、确定实际轧制过程的5个工艺参数：轧制温度、倾斜角、偏转角、摩擦系数和轧辊转速，每个工艺参数均分别选取4个水平，按所述5个工艺参数和每个工艺参数的4个水平建立L₁₆(4⁵)正交试验表，得到16组正交试验方案。

步骤2、选取16根同批次生产的含铋不锈钢圆形棒材为原始试样，所述原始试样的横截面直径为D和长度为S。

步骤3、将第1根原始试样按第1组正交试验方案进行三辊行星轧制，在轧制过程中取出半成品试样，所述半成品试样的横截面为变直径。

以所述半成品试样的一端为原点，沿轴线方向切割为等厚度的切片，每个切片的厚度为4～6mm；然后在所有切片中找出开始产生裂纹的1个切片。

根据所述开始产生裂纹的切片的两个侧面在轴线上的位置，确定第1根半成品试样开始产生裂纹时在轴线上的位置。

步骤4、按照步骤3所述方法，确定第2根原始试样按第2组正交试验方案、第3根原始试样按第3组正交试验方案、……、第15根原始试样按第15组正交试验方案和第16根原始试样按第16组正交试验方案依次得到的半成品试样开始产生裂纹时在轴线上的位置。