影響軋制的主要因素—1
一、軋件的咬入
1、咬入條件為了實現(xiàn)軋制過程，先必須使軋件咬入軋輥，然后才能使金屬充滿軋輥的間隙，進(jìn)行軋制。實踐證明，金屬的咬入和軋制過程的建立，并不是在任何情況下都能實現(xiàn)的，因此有必要研究軋輥咬入軋件的條件。
在軋件的咬入瞬間，每個軋輥將向軋件作用兩個力。一個是垂直于軋輥和金屬相接觸的法線力（徑向力）N，另一個是軋輥與軋件表面相切處的摩擦力T，力N和力T之垂直分力的方向相同，使金屬產(chǎn)生壓縮變形，而力N和力T的水平分力則方向相反，水平分力力求將軋件拖入軋輥之間，而水平分力則力求將軋件推出軋輥。顯然，根據(jù)此二力的作用可以看出：
⑴ 如果 ＞時，則軋輥不可能將軋件咬入，軋制過程不能實現(xiàn)。
⑵ 如果＝時，則處于平衡狀態(tài)，軋件仍然不可能被自然咬入。
⑶ 如果 ＜時，則軋輥可將軋件咬入。因此，如果不考慮咬入時的慣性力，要實現(xiàn)咬入，必須具有以下條件：＞當(dāng)軋件被咬入充滿輥間后，軋件與軋輥的接觸面積逐漸增大，軋輥對軋件的合壓力作用點(diǎn)也逐漸向內(nèi)移動，大咬入角與摩擦角的關(guān)系也隨之發(fā)生變化。
2、影響軋件咬入的因素
⑴ 軋輥直徑與壓下量的影響：當(dāng)板厚一定時，軋輥直徑愈大，則咬入角愈小，愈易咬入。
⑵ 軋件形狀影響：由于軋件前端形狀不同，對咬入難易有很大關(guān)系。當(dāng)軋件前端大于后端時不利于咬入，當(dāng)軋件前端小于后端，特別是兩端呈尖形或船形者有利于咬入。因開始咬入瞬間，軋件與軋輥接觸點(diǎn)的位置與接觸面的大小不同，顯然，接觸點(diǎn)愈向內(nèi)移和接觸面積愈大，則愈有利于咬入。為了易于咬入，常將鑄錠的前端（或后端）制成尖楔形，圓形或橢圓形。
⑶ 軋輥表面狀態(tài)對咬入的影響軋輥表面愈粗糙（例如工作幾個班之后的普通材料軋輥）摩擦系數(shù)大，有利于咬入。反之，軋輥表面光滑（如冷軋的拋光輥）軋件的咬入就困難。
⑷ 軋制速度對咬入的影響軋制速度提高，不利于軋件咬入，軋制速度降低，則有利于軋件的咬入。軋制速度影響咬入的原因，一方面是由于軋制速度的提高，降低了軋輥與軋件間的摩擦系數(shù)，使咬入困難，另一方面是由于軋制速度的提高產(chǎn)生了妨礙軋件咬入的慣性力。在某些軋機(jī)上，為了保持軋制過程的高生產(chǎn)率，但又避免由于提高軋制速度給咬入帶來的不良影響，通常采用可調(diào)節(jié)速度的軋制方式。在咬入時期，輥速降低一稱為咬入速度，當(dāng)軋件咬入后，提高輥速，進(jìn)行正常軋制。
二、前滑
前滑在軋制時，金屬從軋輥拋出的速度比軋輥圓周的線速度大，這種現(xiàn)象稱為前滑。前滑值可用下式表示：
（V1）×100%
S——前滑值
V——軋輥圓周線速度
V1——軋件離開軋輥的速度冷軋時，根據(jù)加工率、張力、摩擦系數(shù)等條件的不同，前滑值一般在0—6%范圍之內(nèi)。
1、前滑值的確定實驗法中比較易行的是刻痕法，即在軋輥表面上刻痕，距離為L。軋制后在軋件表面的壓痕距離為L1，則可按以下公式示求出前滑值 （L1－L。）/ L。×100% ，用此法測定前滑值時，不但準(zhǔn)確而且簡單，因此被采用，但其缺點(diǎn)是只能測定表面的滑動，不能測出金屬內(nèi)部滑動，
2、影響前滑的主要因素軋制過程中，影響前滑的因素很多，根據(jù)理論計算公式與許多實驗證明，影響前滑的主要因素是：壓下量，軋輥直徑，摩擦系數(shù)，前、后張力，軋制速度與軋件寬度，至于軋制溫度和金屬種類則是以摩擦系數(shù)的形式來影響前滑的。
這些主要因素對前滑的影響如下：隨著壓下量、軋輥直徑、摩擦系數(shù)和前張力的增加而使前滑值增加，反之隨著后張力和軋制速度的增加而使前滑值的降低，前滑值也隨著軋件寬度的變化而變化，但當(dāng)軋件寬度達(dá)到一定限度后，再繼續(xù)增加寬度時，前滑值則不發(fā)生變化。
三、寬展
寬展系指軋件在軋制過程中沿寬度方向上尺寸的變化，也稱為橫展。寬展是軋件橫向變形的一種現(xiàn)象。表示寬展的方法有絕對寬展和相對寬展兩種。絕對寬展是指軋件軋制前后寬度之差，相對寬展是指軋件軋制前后寬度之差與軋前寬度之比。
四、摩擦
1、摩擦在軋制過程中的實際意義
在冷軋板材時，一般希望降低摩擦系數(shù)，因為在這種軋制條件下，限制軋制過程順利進(jìn)行的不是大咬入角，而是軋機(jī)允許的大壓力。同時摩擦系數(shù)對單位壓力的大小與其分布有重要影響，摩擦系數(shù)所產(chǎn)生的摩擦力，需要額外的功來克服它，摩擦系數(shù)的增加，使金屬的變形抗力增大，即增加了變形的能量消耗。在軋制力計算時，應(yīng)準(zhǔn)確的確定沿咬入弧上摩擦系數(shù)的平均值，方能正確計算軋制力。
2、不同軋制和潤滑條件下的摩擦系數(shù)
摩擦系數(shù)雖然如此重要，但直接測定摩擦系數(shù)是相當(dāng)困難，因為摩擦系數(shù)與許多因素有關(guān)，如軋輥表面狀態(tài)、潤滑條件、軋制壓力、軋制溫度等。應(yīng)當(dāng)指出，在同一條件下，用不同測定方法往往得到互相矛盾的結(jié)果，所以對具體軋制條件下，在選擇摩擦系數(shù)時，必須注意試驗資料數(shù)據(jù)的原始條件。
冷軋制度的制定
根據(jù)冷軋產(chǎn)品的性能，冷軋制度的制定應(yīng)考慮以下幾個方面的因素：
一、一類再結(jié)晶圖
一類再結(jié)晶圖是反映金屬變形程度和變形后退火溫度與金屬再結(jié)晶晶粒大小的關(guān)系圖形，在一定退火溫度下，當(dāng)變形程度很小時，常出現(xiàn)晶粒急劇長大的現(xiàn)象。通常把這種引起晶粒急劇長大的變形程度范圍稱為臨界變形程度。臨界變形程度的大小因金屬與合金而異，在冷軋時必須考慮這一點(diǎn)，應(yīng)使其總加工率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過臨界變形程度，以便產(chǎn)品在一定溫度下退火后，具有均勻而細(xì)小的晶粒組織。
二、軋件的性能和方向性金屬與合金在冷軋時，使晶粒形狀沿大主變形方向被拉長，拉細(xì)或壓扁，在晶粒被拉長的同時，金屬中的夾雜物和第二相也在被拉長或破碎，呈鏈狀排列，這種組織稱為纖維組織。
冷軋過程中，當(dāng)達(dá)到一定的變形程度以后，由于在晶粒內(nèi)的晶格取向發(fā)生了轉(zhuǎn)動，使其特定的晶面和晶向趨于排成一定方向，從而使原來位向紊亂的晶粒出現(xiàn)有序的變化，并有嚴(yán)格的位向關(guān)系，金屬所形成的這種組織結(jié)構(gòu)稱為變形織構(gòu)。
纖維組織和變形織構(gòu)的產(chǎn)生導(dǎo)致了金屬的各向異性。在冷軋過程中，各向異性隨著變形程度的增加而趨于明顯，通常冷軋總加工率達(dá)到50%—60%以上時才出現(xiàn)明顯的變形織構(gòu)。如已形成明顯變形織構(gòu)的材料，經(jīng)再結(jié)晶退火后變成另一織構(gòu)即再結(jié)晶織構(gòu)。這種織構(gòu)對以后成型加工，例如拉伸成型、深沖成型等不利的。
這種材料具有各向異性，它在深沖時，有的方向延伸較多而形成凸起，有的方向延伸較少而形成凹下，甚至破裂。凸起或凹下部分成對稱分布，形成“制耳”。凸起部分與軋制方向可能呈0°或90°和45°角，通常分別稱為0°或90°和45°制耳。
冷軋總加工率達(dá)90%的工業(yè)純鋁板，深沖時制耳率為5—6%，出現(xiàn)45°制耳，若增加中間退火，則深沖制耳率可降低到1—3%，為了減少制耳（一般要求小于3—4%），冷軋總加工率不宜過大，控制在50%左右。各向異性影響了某些產(chǎn)品的加工性能和產(chǎn)品質(zhì)量，實際生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免或減輕產(chǎn)品的各向異性，均勻化退火是消除各向異性的有效措施，此外，對于某些特殊的產(chǎn)品，可以采取控制加工率，提高含鐵量等措施進(jìn)一步減少各向異性。
三、道次加工率和總道次加工率的確定
在冷軋過程中軋件發(fā)生冷作硬化，因而塑性下降。冷變形程度達(dá)45—55%以后，純鋁與幾乎所有的鋁合金的伸長率都大致相同，約為3—6%。但它們能夠繼續(xù)進(jìn)行冷軋的能力卻不一樣。因此伸長率不能作為制定軋制制度的依據(jù)，而出現(xiàn)裂邊時的變形量大小才可做為這種標(biāo)準(zhǔn)，如果每個道次壓下量都能保持在不能引起裂邊的大小，那么總的變形量可以達(dá)到很大的數(shù)值（軋制硬鋁合金可達(dá)90—92%，軋制軟鋁合金時達(dá)95%以上），但是小的道次變形量將使軋件表面質(zhì)量與軋出質(zhì)量變壞，并由于增加道次數(shù)而大大降低冷軋機(jī)的生產(chǎn)率。良好的邊部狀態(tài)是獲得優(yōu)質(zhì)軋件的基本條件之一。
冷軋時，為防止裂邊，規(guī)定一定總變形量后要進(jìn)行中間退火。對某些鋁合金必須達(dá)到一定的總變形量，否則，就是退火制品，產(chǎn)品的機(jī)械性能也難以保證。道次加工率在合金塑性范圍內(nèi)，并能獲得良好表面質(zhì)量和軋出質(zhì)量情況下，應(yīng)盡量較大，以減少軋制道次，提高軋機(jī)的生產(chǎn)效率，但道次加工率的大小要考慮設(shè)備條件，主要是受到大軋制力的限制，如果軋制力過大，易產(chǎn)生斷輥事故，各道次的加工率曲線應(yīng)平滑上升。在分配道次加工率時，要考慮軋機(jī)性能，工藝潤滑和冷卻條件、張力、原始輥型和操作水平。當(dāng)有特殊要求時，如厚度偏差要求嚴(yán)格，表面質(zhì)量要求很高的產(chǎn)品，應(yīng)選取較小的道次加工率，在軋制 0.3—0.5毫米薄板時，為防止斷帶，要精心控制道次加工率，有意識地使軋件邊部產(chǎn)生可切掉的邊部小波浪。
四、軋制速度
隨著軋制技術(shù)的發(fā)展，軋機(jī)的軋制速度不斷提高。軋制速度提高，即縮短輔助時間，因而得到高的生產(chǎn)效率。
采用高速軋制時要解決一系列問題，其中主要有：
1、必須具有可控制而且有效的冷卻系統(tǒng)。在高速軋制過程中，它能有效地降低軋輥與軋件的溫度，避免軋輥溫度過高而產(chǎn)生粘鋁。
2、工藝潤滑劑的各種性能應(yīng)能滿足高速軋制時的要求。例如粘溫特性，潤滑性能等都應(yīng)符合高速軋制要求。
3、高速軋制要求有相應(yīng)的自動控制系統(tǒng)。例如，快速而準(zhǔn)確的停車和斷帶的自動保護(hù)裝置等。
4、能夠準(zhǔn)確、與時測量并控制厚度。如摩擦系數(shù)與軋制速度的關(guān)系所述，隨著軋制速度的增加，摩擦系數(shù)降低，反映在帶材厚度上，軋制速度提高，則帶材厚度減薄。因此在軋機(jī)升速，減速或其它速度變化時，應(yīng)能夠自動調(diào)節(jié)輥縫，使帶材縱向厚度均一。
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