[发明专利]一种复杂高筋薄板的轧制成形工艺

说明书

本发明属于材料成型领域，具体涉及一种复杂高筋薄板的轧制成形工艺。现如今制备高筋薄板的生产工艺缺乏，无法达到快速大量生产。本方法通过选择合适的辊套配对轧辊，咬入坯料，利用辊套的凹槽进行轧制，根据生产要求高效生产多种类型、形状加强筋体板材，提升板材整体性能的同时形成强化筋来提升整体结构强度，具体包括下输送辊、上定位辊，轧辊，辊套以及轧制成型方法。本发明是安全、快速制备高筋薄板的一种轧制成型方法，解放了人力，实现半自动化、批量化生产，提高了生产效率，实现了绿色生产，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于金属塑性成型领域，具体涉及一种复杂高筋薄板的轧制成形工艺。

背景技术

高筋板材应用广泛，航空航天、武器装备等诸多部件在追求轻量化的同时又有着较高的强度和韧性要求，需要在板材上设有加强筋。但目前高筋薄板的生产工艺有诸多缺陷，传统铸造高筋薄板耗费巨大人力，不利于生产的连续性，生产效率低，且板材内部极易出现不均匀，降低板材的力学性能，在冲击荷载或者长期负载作用下，仍然存在损伤的潜在风险，影响设备的安全性能及使用寿命。

如何在提高高筋板材性能的同时实现高效率、自动化生产是该领域目前急需解决的关键问题，针对上述问题，本发明提出一种高筋薄板的轧制成形工艺，可以通过轧制塑性变形，一次成型，在提高板材整体性能的同时可以高效、连续化生产，具有重要的理论价值和应用前景。

发明内容

本发明目的是提供一种安全、经济、高效的复杂高筋薄板的轧制成形工艺，可满足多类型、在线生产等技术要求；

为实现上述目的，具体发明过程如下：

一种复杂高筋薄板的轧制成形工艺，包括下输送辊、上定位辊，轧辊，辊套以及轧制成形方法。

所述下输送辊，其特征在于整体为圆柱体两侧可接传动装置，整体位置固定，起到传送工件作用；

所述上定位辊，其特征在于整体为圆柱体两侧可接传动装置，整体可上下平移，起到固定工件作用；

所述轧辊其特征在于轧辊可进行双向旋转，且上轧辊可以上下平移，并起到调节辊缝作用。

所述辊套其特征在于有制备所需筋体形状的凹槽，且辊套工作层变形抗力与变形温度远大于成型坯料，轧辊咬入坯料，将坯料轧制成所需的高筋薄板，起到制备不同类型加强筋作用。

轧制过程中，轧件会产生轧辊轴方向宽展，辊套的宽度要大于轧件轧后的宽度，以免材料包裹在辊套上，造成设备损坏和材料的损失。辊套的宽度应满足如下条件：

其中B为辊套的宽度；为轧件轧制时的宽展；为轧件原始厚度；

同时轧件轧制过程中轧件宽展的取值为：

辊套半径为R取值如下：

R35×

其中为宽展；为轧件原始厚度；为轧件压向量；为摩擦系数。

以“田”字加强筋为例，轧辊和辊套如图2所示；

轧制成型方法：轧辊咬入坯料，在摩擦力和轧制力作用下，将坯料轧制成所需的高筋薄板。且轧制速度应满足如下条件：

其中V为轧制速度；R为辊套半径；为轧件原始厚度；为所需板厚；为所需筋高；为应变速率，取值如下：

其中为轧件轧制到所需板厚压下量，；为轧件轧制到所需板筋压下量，；

本发明有以下几点积极效果：

1.本发明工艺与现有生产方式相比有着绿色、高效、连续化、批量化等优势；