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鈦合金板、鈦箔帶冷軋起筋的缺陷分析

發布時間 :2019-12-07 07:10:54 瀏覽次數 :

冷軋鈦板鈦帶在卷取成卷后,帶卷表面周向的局部隆起,叫做起筋。對于純鈦薄帶,起筋多發生于厚度<0。8mm以下規格,表現形式多以單筋為主。起筋引起的直接后果是使帶材產生附加浪形,使板型和表面質量受到影響,造成產品降級,嚴重的甚至要進行剪切,分卷處理。不僅降低了產品的質量,還造成原材料的浪費,降低了生產效率。

軋制試驗發現,相同規格不同批次熱軋卷冷軋后起筋量與起筋概率不同,說明熱軋原料本身對冷軋起筋有較大的影響。在熱軋來料中,普遍存在著擦傷、鐮刀彎、裂紋等缺陷,對后續冷軋過程中出現的各種缺陷的產生有一定的影響。熱軋來料局部高點對冷軋帶材的影響雖然只局限在高點及附近小范圍內,但對于極薄帶材,足以引起帶材局部隆起“起筋”甚至形成局部浪形與隆起相交織的嚴重質量缺陷。

鈦合金板

在現場試驗與理論分析的基礎上,根據實際生產的特點建立了起筋臨界條件的數學模型,屈曲失穩臨界應力與帶材厚度的四次方成正比,與寬度的平方成反比。同時,軸向應力受前張力、摩擦系數與寬厚比這三個因素影響最大,在寬厚比不變的前提下,通過適當減小前張力,改變軋制潤滑油或者在收卷端墊襯紙以增大摩擦力等手段可有效抑制起筋缺陷的發生。

目前純鈦板帶材的生產主要采用六輥、十輥和二十輥等其他多輥軋機軋制。在鈦板帶生產技術最為先進的日本采用二十輥軋機進行軋制,厚度0.3~3mm,生產效率高,尺寸精度、板形、表面質量非常好。但在實際生產過程中,特別是大卷重寬幅薄帶材生產過程中,仍然存在著起筋、浪形等質量問題。其中,以起筋最為嚴重,給產品的質量以及企業的效益帶來了不利的影響,是亟待解決的產品質量問題。

通過對不同板形曲線的相同張力與相同板形曲線的不同張力等情況的試軋發現,在相同張力不同板形曲線設定條件下,當板形曲線參考不銹鋼帶材設定時,起筋概率高,將板形曲線設定作調整后試軋,起筋概率與起筋量大幅下降。在相同板形曲線不同張力設定條件下,大張力軋制較小張力軋制起筋概率高,但大小張力軋制起筋概率與起筋量相差不明顯,由此得知傳統不銹鋼薄帶大張力軋制并不適用于純鈦板鈦帶材的軋制。通過對以上試軋結果的分析,起筋這種周向的隆起,是一種板形控制、張力控制等多種因素共同作用的結果,從力學角度分析,起筋是一種軸向力作用的結果。

雖然鈦板鈦帶冷軋時軋速很慢,但如果潤滑液皂化值等性能不佳或者噴嘴堵塞,將導致潤滑不均而造成變形區應力分布不勻從而產生軸向分力。在軋制變形區,中性面偏移而產生的軸向分力,這個分力也許很小,但對于板面向中心的收緊有一定的影響。而軋制變形過程中,局部高點或者局部硬度會導致變形區應力分布不均而產生軸向分力。設備震動與不均勻的張力相互作用后會產生軸向分力,收卷時中心微小偏移、厚度不均以及層與層之間孔隙偏差等等的相互疊加效應都會產生軸向分力。


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