[发明专利]一种研究金属复合板波纹辊轧制变形的试验装置及方法

说明书

本发明属于金属复合板的制备技术领域，具体涉及一种研究金属复合板波纹辊轧制变形的试验装置，包括波纹压头、圆弧压头、垫板和模具外套，模具外套活动设置在垫板上，在模具外套的侧壁上设置有入料口，圆弧压头设置在模具外套内腔的底部，且圆弧压头的最高点与入料口的下边缘平齐，波纹压头设置在模具外套内腔的上部，且波纹压头的最低点与所述圆弧压头的最高点相对应。本发明采用压力装置代替传统轧机进行的“轧卡”试验，在该装置中，取放变形板材更加容易，降低了实验过程中的风险；另外在轧制过程中，由于波纹的存在轧机产生的振动本身远大于传统平轧，甚至可能超过轧机的安全范围，本发明可以避免这些振动给轧机带来的负面影响。

技术领域

本发明属于金属复合板的制备技术领域，具体涉及一种研究金属复合板波纹辊轧制变形的试验装置及方法。

背景技术

金属复合板技术可以发挥组元材料各自的优势，实现各组元材料资源的最优配置，改善材料的综合力学性能，节约贵重金属材料，作为过渡接头及特殊功能等材料使用，主要应用在防腐、压力容器制造，电建、石化、医药、轻工、汽车、造船、动力、海洋等行业。金属复合板的研究日益成为国内外新材料研究的热点之一，前苏联对复合材料的研究始于20世纪30年代，主要采用轧制法、铸轧复合法、爆炸复合法、扩散焊接法等方法生产铝、钛、钢等金属与合金的复合材料，但均有各自的缺点：铸轧复合法温度高、易氧化、双金属熔点不同，易熔损；爆炸复合法噪音大、安全隐患大、生产效率低、不利于精确控制；扩散焊接法不产生宏观变形，结合强度低，只适合焊后不再加工的精密零件。之后提出了金属复合的“表面处理—轧制复合—退火强化处理”三步轧制工艺，这项技术使双金属固相复合得到了迅速的发展。

轧制复合法的基本原理是在轧制压力的作用下，使两层或多层金属板同时产生塑性变形，表面金属层破裂、露出洁净而活化的金属，从而使板面之间形成冶金结合，在后续的热处理过程中通过热扩散使界面结合进一步强化和稳固。轧制复合可以进行连续生产，产品尺寸精确、各组元厚度均匀、性能稳定、生产成本低、效率高、易于实现大规模工业化生产。铜/铝、钛/铝、钛/不锈钢、镁/铝等金属均可采用轧制复合的方法生产。

经文献检索发现，中国专利申请公布号：CN103736728A(一种轧制金属复合板带的方法)中公开了一种促进难变形金属变形的波平连轧工艺，一道次利用波纹辊促进难变形金属变形，二道次为了利于以后的再加工、组装等工序进行平轧，将波纹复合板轧平。波纹辊轧制为新型轧制技术，由于辊型与平辊区别较大，因此，平轧理论不再完全适用于波纹辊轧制，波纹辊轧制亟需其理论研究。探究金属复合板轧制复合机理获得轧制区内状态的板材极为重要，但是在正常轧制过程中为获得轧制区状态板材需进行“轧卡”过程，即在轧制过程未结束时停止轧机运行，使板材卡在轧辊内。但是“轧卡”过程，需要急停导致机体振动很大，又由于波纹形状的存在，机体产生的振动要远大于平辊轧机产生的振动，对轧机损伤严重；此外，“轧卡”实验中，每次取放板材不便，取出后要重新调整压下，导致每次的压下量不够准确，整个过程工序较多，过程复杂。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种研究金属复合板波纹辊轧制变形的试验装置及方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种研究金属复合板波纹辊轧制变形的试验装置，包括波纹压头、圆弧压头、垫板和模具外套，所述模具外套活动设置在垫板上，在所述模具外套的侧壁上设置有入料口，所述圆弧压头设置在模具外套内腔的底部，且所述圆弧压头的最高点与入料口的下边缘平齐，所述波纹压头设置在模具外套内腔的上部，且所述波纹压头的最低点与所述圆弧压头的最高点相对应。

进一步，在所述模具外套的侧壁上还设置有观察口，以观察并记录变形过程。

再进一步，当进行温轧或热轧变形研究时，所述模具外套放置在工业保温炉内。

更进一步，所述波纹压头的波纹截面形状可为正弦曲线形状、样条曲线形状、圆弧曲线形状或高次曲线形状，所述波纹压头的波纹方向可为横向、纵向、人字或斜向。