[发明专利]一种高温轧制过程摩擦系数测试方法

说明书

本发明提供了一种高温轧制过程摩擦系数测试方法，其特征在于：在Gleeble热模拟实验机上通过设计相应测试系统实现高温下的圆环镦粗。测定镦粗后圆环的高度和内径尺寸，并与定标曲线进行比较即可得出具体的摩擦系数。本发明攻克了高温轧制过程摩擦系数难测量的问题，为实际轧制工艺以及相关学术研究提供数据支撑。所述方法适用于任何从300℃至1050℃高温轧制过程摩擦系数的测量，而且该方法测试精准度高，测试过程简单易行。

技术领域

本发明涉及摩擦系数测试领域，特别提供了一种高温轧制过程摩擦系数测试方法。

背景技术

轧制是金属板材或管材最常见的加工方式，最普遍的轧制工艺又分为热轧和冷轧。轧制过程就是将室温或加热到一定温度的轧件从轧辊一侧拽入辊缝，再从另一侧挤出的过程，整个过程是通过摩擦来实现的。摩擦是轧制过程中极其关键的因素，其直接影响到轧制过程中的各种参数，如：咬入角、轧制力、前滑值与后滑值，也关系到轧制过程的稳定性和最小可轧厚度，决定着产品的品质。在轧制过程中对摩擦的调控可提高生产的效率和产品质量。

对于一般的机械运动而言只存在外摩擦，也即是仅有接触面上的摩擦力。但是轧制过程中不仅包含机械运动，轧件也会发生强烈的塑性变形。也即是不但有轧件与轧辊之间的外摩擦，还有因轧件发生塑性流动使得金属内部质点产生相对运动(滑移或孪生)引起的内摩擦，内外摩擦同时存在，相互作用。因此，很难测量轧制过程的摩擦系数。

来自专利《一种电动式高温摩擦系统测量装置》(申请号：201711034440.9)、《高温环境下摩擦系数测量装置及测量方法》(申请号：201110001235.9)以及《一种摩擦系数的测量装置及测量方法》(申请号：201910760575.6)都提供了摩擦系数的测试方法，但是这些方法仅仅限于测量材料的外摩擦系数，无法测量轧制过程(既包含外摩擦又包含内摩擦)的摩擦系数。圆环镦粗法是测量塑性成形过程摩擦系数的一种通用方法，但是该方法目前仅限于室温的塑性变形过程。关于高温轧制过程的摩擦系数测试方法还没有任何报道。目前，迫切需要一种高温轧制过程摩擦系数的测试方法。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种高温轧制过程摩擦系数测试方法。旨在攻克高温轧制过程摩擦系数难测量的问题，为实际轧制工艺以及相关学术研究提供数据支撑。

本发明采用如下技术方案：

一种高温轧制过程摩擦系数测试方法，其特征在于，在Gleeble热模拟实验机上通过设计相应测试系统实现圆环镦粗，具体步骤如下：

(1)在轧件上截取样品加工出特定尺寸比列的圆环；

(2)从轧辊材料上截取原料加工出Gleeble热模拟试验机的砧子；

(3)在Gleeble热模拟试验机上装配步骤(2)中加工的砧子；

(4)通过焊接的方法，在步骤(1)中加工的圆环上焊接铂丝和铂铑合金丝，并在Gleeble热模拟实验机上安装好圆环；

(5)设定具体温度以及应变速率(参见实际工况)，每个温度和应变速率条件下设定3-5个应变量，并进行相应的镦粗实验；

(6)测定特定温度和应变速率下不同应变量对应圆环的高度和内径；

(7)通过步骤(6)得出的结果与定标曲线进行比较，得出具体的摩擦因子；

(8)对摩擦因子进行修正得出具体的摩擦系数。

作为优选的技术方案：

步骤(1)中加工的圆环外径(D)，内径(d)和高度(H)具体比例为：D:d:H＝6:3:2、4:2:1或者6:3:1，具体圆环尺寸图参见图1。