[发明专利]一种超声波振动辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺

说明书

本发明涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种超声波振动辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、第一超声振动轧辊组、轧辊组、第二超声振动轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组，所述第一、二水平校准轧辊组由水平设置的左右轧辊组成，第一、二高度校准轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，第一、二超声振动轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；超声波振动模块与第一、二超声振动轧辊组相连，并带动第一、二超声振动轧辊组超声振动。提升楔形槽型材的可加工性、成形性能和使用性，改善型材表层金属综合力学性能、表面光洁度和粗糙度。

技术领域

本发明涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种超声波振动辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。

背景技术

金属材质的楔形槽型材可选择的制备工艺主要有冷/温/热挤压成型工艺、冷/温/热拉拔成型工艺、铣削工艺和电火花线切割工艺。

常见的金属材质楔形槽型材主要是用屈服强度较小、变形抗力较低的金属材料制备，比如铝合金、铜合金和低碳钢。这类楔形槽型材主要采用冷/温/热挤压成型,或者冷/温/热拉拔成型工艺制备。然而，如果制备屈服强度、变形抗力和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质楔形槽，则存在模具缩口部位磨损过快导致成本过高，以及成品型材过渡圆角半径普遍偏大的缺陷。

对于屈服强度和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质楔形槽型材，比如中/高碳钢材质楔形槽型材，还可选择采用铣削工艺和电火花线切割工艺进行加工。但是，这两种工艺的共同缺点是切断了金属坯料本身的纤维流线，弱化了成型后的型材的整体强度。此外，铣削加工中，铣削刀杆直径必须小于楔形槽腔体短边开口宽度，细小刀杆降低了刀具铣削过程中的整体刚度，进而降低加工速度和加工过程的稳定性，降低加工精度。而且，对于楔形槽腔体细颈部位宽度和高度过小的型材，几乎无法通过铣削工艺进行加工。电火花线切割加工的不足是型材总长度受制于加工设备高度，导致型材总长度受到限制。此外，由于成形表面经过电化学腐蚀，形成表面氧化层，表面粗糙且疏松，还需后续打磨抛光处理以降低表面粗糙度以提升尺寸和形状精度。考虑到楔形槽的几何形状复杂，这种工艺显著增大了提升表面质量的难度。

相比较前三种工艺，线切割加工速度最慢，效费比最低。上述工艺在加工屈服强度和硬度较高、成形极限较低的金属楔形槽型材的过程中，不仅成材率低，生产工具/模具磨损过快，而且原料和能源浪费严重。

因此，如何在保证楔形槽型材尺寸精度、几何精度和表面粗糙度的前提下，以较高加工效率实现对屈服强度和硬度均较高的中/高碳钢带料制备楔形槽型材，已成为塑性加工领域的难点问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种超声波振动辅助楔形槽型材轧制线及轧制工艺。提升楔形槽型材的可加工性、成形性能、成型效率和使用性，降低加工成型难度，改善成型后型材表层金属综合力学性能、表面光洁度和粗糙度，进而提升生产效率和降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超声波振动辅助楔形槽型材轧制线，沿轧制线依次设有第一水平校准轧辊组、第一高度校准轧辊组、第一超声振动轧辊组、轧辊组、第二超声振动轧辊组、第二高度校准轧辊组与第二水平校准托辊组，所述第一、二水平校准轧辊组由水平设置的左右轧辊组成，第一、二高度校准轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，第一、二超声振动轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；超声波振动模块与第一、二超声振动轧辊组相连，并带动第一、二超声振动轧辊组超声振动。

所述第一水平校准轧辊组安装在第一水平校准轧辊组基座上，第一高度校准轧辊组安装在第一高度校准轧辊组基座上，第一超声振动轧辊组安装在第一超声振动轧辊组基座上，第二超声振动轧辊组安装在第二超声振动轧辊组基座上，第二高度校准轧辊组安装在第二高度校准轧辊组基座上，第二水平校准托辊组安装在第二水平校准托辊组基座上。